綠色藻類(lèi)材料在情感化設(shè)計(jì)中的探索與實(shí)踐

0 引言

藻類(lèi)生物是水環(huán)境中氮循環(huán)的關(guān)鍵樞紐，它能將廢水中的二氧化碳、碳酸根離子和碳酸氫根離子吸收溶解以進(jìn)行光合作用，從而提高廢水的Ph 值，達(dá)到凈化效果。藻類(lèi)材料不僅具有良好的過(guò)濾與凈化水體作用，也可以作為各種產(chǎn)品的部分替換物。在現(xiàn)代工業(yè)化的促使下，養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)或家中魚(yú)池、魚(yú)缸的水體過(guò)濾材料都以工業(yè)化的原料為主，比如毛刷、藤棉、過(guò)濾棉等，也會(huì)結(jié)合一些生化過(guò)濾的方式，比如硝化菌、生化環(huán)等。由于現(xiàn)在魚(yú)池里的魚(yú)所產(chǎn)生的廢棄物污染遠(yuǎn)超自然水體的過(guò)濾能力，所以會(huì)采用大量工業(yè)化制成的過(guò)濾材料來(lái)過(guò)濾水體。[1]而藻類(lèi)材料沒(méi)有在家用缸養(yǎng)水體過(guò)濾中得到廣泛的應(yīng)用的主要原因如下：一是缺乏適合的藻類(lèi)養(yǎng)殖載體；二是人們對(duì)藻類(lèi)材料的關(guān)注度和認(rèn)知不足。

通過(guò)二手資料的研究分析發(fā)現(xiàn)，藻類(lèi)材料的應(yīng)用多集中在以藻類(lèi)為基礎(chǔ)的新材料生成以及能源供應(yīng)方面，研究角度較為單一，對(duì)藻類(lèi)的微觀、宏觀結(jié)構(gòu)形式以及其他方面特性的應(yīng)用拓展和發(fā)散略有欠缺。因此筆者認(rèn)為藻類(lèi)材料在設(shè)計(jì)中有較大的發(fā)揮空間，將現(xiàn)有關(guān)于藻類(lèi)材料的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行更加詳盡地分析和總結(jié)，并在應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)上進(jìn)行拓寬，尋找綠色藻類(lèi)材料和情感化設(shè)計(jì)相結(jié)合的契合點(diǎn)以及提煉綠色藻類(lèi)材料中所蘊(yùn)含的不同的圖形“語(yǔ)言”和內(nèi)涵[2]。

1 藻類(lèi)材料特性的分析與研究

藻類(lèi)分布的范圍極廣，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，氧氣是藻類(lèi)生存的必要條件，在只有極微弱的光照強(qiáng)度、極低的營(yíng)養(yǎng)濃度、和相當(dāng)?shù)偷臏囟认乱材艽婊?。藻?lèi)還可以直接被用作牲畜的飼料和人類(lèi)的食物。以藻類(lèi)為原料所制成的產(chǎn)品，比如藻膠酸鹽，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。近年來(lái)，藻類(lèi)的貢獻(xiàn)也逐漸進(jìn)軍到設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不僅從外形、顏色給人帶來(lái)強(qiáng)大的視覺(jué)沖擊，同時(shí)還擁有著凈化水質(zhì)的功能，因此針對(duì)目前常見(jiàn)的各種藻類(lèi)，筆者展開(kāi)了一系列調(diào)研[3]。

1.1 藻類(lèi)的特性實(shí)驗(yàn)與分析

根據(jù)分析比較（表1），綜合考慮了不同種類(lèi)的環(huán)境適應(yīng)程度以及藻類(lèi)固有色彩的因素，最終挑選出鋼絲藻、火焰藻、硬毛藻、石莼、氣泡藻、龍須菜這幾種環(huán)境適應(yīng)力較強(qiáng)且飼養(yǎng)難度較低的藻類(lèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中主要以綠色藻類(lèi)為主要研究對(duì)象，紅色藻類(lèi)則起到對(duì)比和參考的作用[4]。

表1 不同種類(lèi)藻的特性對(duì)比圖

1.2 不同藻類(lèi)的凈水功能實(shí)驗(yàn)

筆者分別對(duì)綠葡萄藻、火焰藻、紅色鋼絲藻、綠葡萄藻+鋼絲藻+石莼的混養(yǎng)藻缸（以下簡(jiǎn)稱(chēng)混養(yǎng)藻缸）進(jìn)行為期半個(gè)月的狀態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)（圖1）。

圖1 不同藻的外在形態(tài)特征 （圖片來(lái)源：作者）

通過(guò)對(duì)比四種不同藻缸在同一環(huán)境下的變化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出以下內(nèi)容，其中在對(duì)比過(guò)程中并未對(duì)各組進(jìn)行額外的增氧、加溫、加營(yíng)養(yǎng)物等處理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持缸內(nèi)條件不變。當(dāng)環(huán)境不變時(shí)，綠葡萄藻、火焰藻以及混養(yǎng)藻缸中溶液的TDS 值（TDS 值越高，表示水中含有的溶解物越多）均出現(xiàn)了大幅度變化，紅鋼絲藻中溶液的TDS 值下降緩慢，中途出現(xiàn)了短暫的峰值；這四種藻缸中，綠葡萄藻中溶液的PH 值相對(duì)較穩(wěn)定，其余三個(gè)藻缸中溶液的Ph 值均未能穩(wěn)定在8.1－8.4 這一適合藻類(lèi)生長(zhǎng)的區(qū)間內(nèi)，且混養(yǎng)藻缸中溶液的Ph 值最不穩(wěn)定；當(dāng)綠葡萄藻、鋼絲藻、石莼三者共同處于一個(gè)環(huán)境中時(shí)，鋼絲藻的環(huán)境適應(yīng)力最強(qiáng)，飼養(yǎng)難度最小，石莼的環(huán)境適應(yīng)力適中，飼養(yǎng)難度適中，綠葡萄藻的環(huán)境適應(yīng)力較弱；根據(jù)四組藻缸的對(duì)比得出綠葡萄藻和混合缸的水質(zhì)較清，另外兩組的水質(zhì)較為渾濁[5]。

1.3 特性分析總結(jié)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，溫度和光照是影響藻類(lèi)生長(zhǎng)的主要因素。實(shí)驗(yàn)都是在有恒溫?zé)舻臈l件下進(jìn)行，筆者將溫度控制在20℃－28℃之間，以確保藻類(lèi)能夠在穩(wěn)定的條件下生存。過(guò)強(qiáng)的太陽(yáng)輻射也會(huì)限制藻類(lèi)的生長(zhǎng)，導(dǎo)致藻類(lèi)選擇性地排斥部分體內(nèi)的共生藻，因此產(chǎn)生白化現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中筆者一直將培養(yǎng)箱放置于朝南、陽(yáng)光充足的室內(nèi)，透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離陽(yáng)光源一端的培養(yǎng)容器中藻類(lèi)的白化速度小于靠近陽(yáng)光源端的培養(yǎng)容器中的藻類(lèi)。此外，生活在同一水域的各藻類(lèi)相互間的影響對(duì)它們的生長(zhǎng)也有重要作用，例如某些藻類(lèi)能分泌物質(zhì)抑制其他藻類(lèi)的形成和發(fā)展。在混養(yǎng)藻缸的實(shí)驗(yàn)中，相同的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，紅色火焰藻表現(xiàn)得最不穩(wěn)定，白化嚴(yán)重，而綠色鋼絲藻幾乎沒(méi)有白化跡象，這種特性有待深一步研究[6]。

總體而言，上述藻類(lèi)都具有良好的凈化功能。隨著時(shí)間的推移，藻類(lèi)中溶液的TDS 值有明顯下降的趨勢(shì)，TDS 值越低，表示水中含有的溶解物越少，其中綠色藻類(lèi)的凈化能力明顯優(yōu)于紅色藻類(lèi)，這一結(jié)論為設(shè)計(jì)提供了有力的論證。

2 綠色藻類(lèi)材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐

2.1 色彩在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用

在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中色彩具有舉足輕重的地位，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有效地應(yīng)用色彩搭配能夠提升人的視覺(jué)吸引力；二是色彩比外形更能深入人心，正向的色彩可以突出產(chǎn)品的特點(diǎn)從而增強(qiáng)人的視覺(jué)記憶。除此之外，色彩還作用于人的心理和生理（圖2），從紅光到紫光分別有不同的波長(zhǎng)，其對(duì)人的生理和心理的影響也是不同的。紅色波長(zhǎng)最長(zhǎng)，刺激性最強(qiáng)，會(huì)給人帶來(lái)加速血液循環(huán)、促進(jìn)生理和心理狀態(tài)的感受；綠色波長(zhǎng)中等，刺激性中等，讓人感受到平靜、松弛和舒適的狀態(tài)；紫色波長(zhǎng)最短，對(duì)人的生理心理有一定的抑制作用。如果設(shè)計(jì)師想營(yíng)造一種平靜舒適的感覺(jué)，則最佳色調(diào)為綠色調(diào)性[7]。

圖2 不同光可見(jiàn)波長(zhǎng)對(duì)人的影響

“綠”在《漢語(yǔ)詞典》中指介于黃色和藍(lán)色光譜之間，波長(zhǎng)為500 ～565nm。經(jīng)過(guò)語(yǔ)義的引申，“綠”又被賦予許多新義，從單音詞“綠”變?yōu)殡p音詞“綠色”，在代表自然、生機(jī)和希望的同時(shí)具有環(huán)保與生態(tài)的新含義。從生理學(xué)的角度分析，綠色是讓人眼最舒適的顏色，因?yàn)槿嗽谟^看綠色時(shí)不用調(diào)節(jié)眼球的視網(wǎng)膜，從而最大化減少視神經(jīng)的疲勞感；從心理學(xué)的角度分析，綠色能帶給人樂(lè)觀情緒，鎮(zhèn)定心靈，象征著生命、撫慰和休息。因此將綠色融入情感化設(shè)計(jì)中是必要的選擇[8]。

2.2 綠色藻類(lèi)材料中情感化設(shè)計(jì)的演繹

首先，以綠色藻類(lèi)材料為例，結(jié)合情感化設(shè)計(jì)中“本能、行為與反思”三個(gè)層次的要點(diǎn)，從藻類(lèi)出發(fā)，去觀察和思考事和物之間、人和物之間的關(guān)聯(lián)。對(duì)人和自然關(guān)系的不平衡、人類(lèi)落后的自然觀等問(wèn)題進(jìn)行反思層面上的設(shè)計(jì)思考；其次，尋找切入點(diǎn)，綠色藻類(lèi)具有良好的凈化水質(zhì)、固氮和改善環(huán)境的功能，其自然而又具有美感的形態(tài)符合人類(lèi)原始狀態(tài)下的環(huán)境映射，同時(shí)運(yùn)用以小見(jiàn)大的表現(xiàn)手法，從理性的分析延伸到感性的表達(dá)；最后，對(duì)具體方向進(jìn)行確定和規(guī)劃。通過(guò)對(duì)綠色藻類(lèi)的定向研究和文獻(xiàn)調(diào)查研究，掌握了大量綠色藻類(lèi)特性，根據(jù)綠色藻類(lèi)自身的凈化功能、其獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)以及視覺(jué)圖案進(jìn)行一系列的推演和設(shè)計(jì)應(yīng)用。[9]筆者將綠色藻類(lèi)應(yīng)用到水凈化系統(tǒng)中進(jìn)行再設(shè)計(jì)，把綠色藻類(lèi)放置于透明的容器中，此時(shí)盛放綠色藻類(lèi)載體可以進(jìn)行模塊化拼接，或作為單體模塊使用。透明的容器可以給人帶來(lái)最直觀的視覺(jué)體驗(yàn)，將綠色藻類(lèi)的色彩直觀展現(xiàn)，給人帶來(lái)清新、自然和舒適感受的同時(shí)，具備美學(xué)表現(xiàn)力。

因此從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，通過(guò)情感化設(shè)計(jì)這一感性的角度讓使用人群產(chǎn)生理性的思考。藻的這種取之自然而又回歸自然的材料所具備的顏色、外形等動(dòng)態(tài)變化能夠讓人類(lèi)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，所謂一花一世界，芥子納須彌。希望將自然元素融入日常生活，爭(zhēng)取把視覺(jué)上的美感沖擊做到極致，視覺(jué)觀感上動(dòng)態(tài)的變化能夠給使用人群創(chuàng)造生活中不一樣的驚喜。設(shè)計(jì)除了在視覺(jué)上給使用人群不一樣的體驗(yàn)之外，還擁有凈水的功能，通過(guò)水流、顏色的變化演繹別樣的動(dòng)感，向使用人群傳遞生命的氣息，營(yíng)造靜中有動(dòng)的氛圍。材質(zhì)上則選擇有機(jī)玻璃、亞克力等透明材質(zhì)，以達(dá)到想要的可視化效果并且能夠充分地展現(xiàn)綠色藻類(lèi)的視覺(jué)效果。

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)踐與總結(jié)

經(jīng)過(guò)草圖繪制與模型驗(yàn)證，確定產(chǎn)品的最終方案。盛放綠色藻類(lèi)的容器采用人工吹制的玻璃器皿，其形態(tài)自然溫婉，材質(zhì)通體通明，不僅使之更趨于非工業(yè)化，還擺脫了常規(guī)模具的規(guī)則更具藝術(shù)感，半封閉式的外形設(shè)計(jì)便于更換藻類(lèi)和清洗容器。以懸掛玻璃的方式，若隱若現(xiàn)的魚(yú)線懸吊讓展現(xiàn)效果更加空靈，也更符合人類(lèi)冥想的意境。每一個(gè)玻璃容器高低錯(cuò)落地排列，宛如五線譜上跳動(dòng)的音符，富有節(jié)奏感，在風(fēng)等外力的帶動(dòng)下玻璃之間產(chǎn)生的撞擊聲好比演奏出來(lái)的樂(lè)譜。盛有溶液的透明導(dǎo)管穿過(guò)第一層容器，水流緩緩經(jīng)過(guò)藻類(lèi)，在容器中停留些許時(shí)刻，隨著第二級(jí)導(dǎo)管緩緩?fù)ㄏ虻诙尤萜?，從而完成了第一遍過(guò)濾。以此類(lèi)推，完成三次過(guò)濾以后，最終得到的水溶液流入魚(yú)缸，以及灌溉底部植被覆蓋的區(qū)域，魚(yú)缸中的溶液通過(guò)水泵再次導(dǎo)入第一層容器，以此形成一個(gè)閉合回路，達(dá)到循環(huán)的目的（圖3）。每一個(gè)容器中可以放置不同種類(lèi)的綠色藻和過(guò)濾材料，由此產(chǎn)生了狀態(tài)不同、顏色不同的視覺(jué)效果。筆者利用綠色藻類(lèi)生物天生的凈水、固氮、增氧能力，完成一個(gè)可供觀察而又不必干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)，引起人類(lèi)對(duì)微小自然的興趣，從而以小見(jiàn)大，重塑和完整人們對(duì)生態(tài)的認(rèn)知，實(shí)際使用效果如圖所示（圖4、5）。

圖3 產(chǎn)品過(guò)濾流程圖

圖4 產(chǎn)品展覽實(shí)拍

圖5 產(chǎn)品細(xì)節(jié)展示

綠色藻類(lèi)材料最明顯的優(yōu)點(diǎn)是它們可以通過(guò)光合作用進(jìn)行大規(guī)模繁殖。這使得綠色藻類(lèi)材料成為一種可持續(xù)的材料選擇，因?yàn)樗鼈兛梢栽诓黄茐沫h(huán)境的情況下進(jìn)行量化。其次綠色藻類(lèi)材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以提供一系列不同的物理和化學(xué)特性。綠色藻類(lèi)可以通過(guò)生長(zhǎng)條件來(lái)控制它們的形態(tài)和結(jié)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生各種不同的形狀和表面紋理。此外，綠色藻類(lèi)還可以生產(chǎn)出具有抗菌和抗氧化性能的化合物，這些微量元素和生物材料本身的自然屬性與自然色彩是工業(yè)產(chǎn)品無(wú)法代替的，尤其是應(yīng)用在凈化水質(zhì)的領(lǐng)域中，其人文價(jià)值是其他材料所無(wú)法替代的。

通過(guò)綠色藻類(lèi)材料在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)踐，來(lái)拓寬綠色藻類(lèi)材料形式語(yǔ)言的方式探討設(shè)計(jì)的新可能，讓綠色藻類(lèi)材料不單單是普通生物的存在，更以一種視覺(jué)語(yǔ)言和元素融入家居生活。將綠色藻類(lèi)材料融入設(shè)計(jì)，旨在讓使用者在使用過(guò)程中感受到來(lái)自自然的親切感、慰藉感以及從人與自然交互角度的視覺(jué)體驗(yàn)感，以此來(lái)提高人們對(duì)自然的關(guān)注及興趣。藻類(lèi)材料是極有潛力的，它還具有很多的可探討性。

綜上所述，綠色藻類(lèi)材料具有廣泛的應(yīng)用前景，并且在未來(lái)的設(shè)計(jì)中將會(huì)發(fā)揮重要作用。通過(guò)充分利用綠色藻類(lèi)材料的獨(dú)有的特性和凈化功能，可以創(chuàng)造出更多可持續(xù)和創(chuàng)新的產(chǎn)品和材料。本研究中因技術(shù)、設(shè)備等原因仍存在諸多不足之處，若有機(jī)會(huì)將在下一步研究中與跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的從業(yè)人員進(jìn)行深度合作，為綠色藻類(lèi)材料在設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域中創(chuàng)造更多價(jià)值。