可持续设计理念下服装材料的创新性试验.pdf

81制衣技术2023年第7 期针织工业可持续设计理念下服装材料的创新性试验张灏，孔茜（天津科技大学学艺术设计学院，天津300157)摘要：文章基于可持续发展的设计理念，分别从海藻、食物、土壤、微生物4个层面，探讨了服装材料创新设计的思路和试验手段；并且通过大量试验案例，列举了各种思路手段的具体方法、试验过程、设计效果，以及给人类社会发展带来的影响。从服装设计的视角，探索当代科技与设计相融合的前沿趋势,探索绿色发展的理论方案和可行性方法，为服装产业系统性创新提供思路和借鉴。关键词：可持续设计理念；服装材料；创新设计；服装设计；绿色发展中图分类号：TS941.2文献标志码：B文章编号：10 0 0-40 33(2 0 2 3)0 7-0 0 8 1-0 5Innovative Experiments of Clothing Material under Sustainable DesignConceptZhang Hao,Kong Qian(School of Art and Design,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300157,China)Abstract:Based on the design concept of sustainable development,this paper explored the innovative ideasand experimental means of innovative design of clothing materials from four levels,including seaweed,food,soiland microorganism,respectively.Through a large number of experimental cases,it exemplified the specific methods,experimental processes,design effects of various ideas and means,as well as the impacts brought to the developmentof human society.From the perspective of clothing design,it explored the frontier trends of contemporary technologyand design integration,explored theoretical solutions and feasible methods of green development,and providedideas and references for the systematic innovation of clothing industry.Key words:Sustainable Design Development;Garment Material;Innovative Design;Clothing Design;GreenDevelopment一般意义上的服装材料分为天然纤维、化学纤维、混合纤维3种，它们在服装设计中占有举足轻重的地位，决定了服装的外观风格、内在质量和创意水平。同时，由于服装产品的普遍使用性和高消耗性特征，使服装材料的利用对地球资源保护和人类长期发展至关重要，尤其近年来，低碳排放的概念日益深人人心，可持续发展理念正在深人各个领域各行各业。越来越多的服装设计师开始寻求与科学家合作，通过设计+试验的方式将服装设计中材料的运用推上一个更具科技含量的新台阶，基于可持续设计理念的材料创新成为当代服装设计的焦点海藻纤维的利用可持续设计理念首先助推了人类对天然纤维的研发动力，一系列新型纤维如彩色棉纤维、天莲纤维、禾素纤维、竹纤维、莱赛尔纤维等的开发，拓展了传统天然纤维棉、毛、丝、麻的局限 1-2 。然而,这些新型纤维的出现仍然无法减少对土地资源的开采挖掘，科学家们开始将目光转向海洋，发现了用海洋中的藻类植物代替土地种植植物的方法，从而给纤维材料研发带来了巨大发展空间丹麦设计师Bonnie Hvillum的Natural Material Studio工作室与多学科工作室Frama于2 0 2 0 年建立基金项目：中国学位与研究生教育学会面上课题(2 0 2 0 MSA81)。获奖情况：“2 0 2 2 全国纺织服装时尚与科技创新大会 优秀论文。作者简介：张灏（19 6 9 一），女，服装系主任，教授，博士。主要从事服装设计理论与实践研究。82制衣技术2023年第7 期针织工业了一个名为“Alger的海藻服装材料研究项目（如图1所示）。Alger是一种可生物降解的材料，基于海藻提取物和柔软剂合成，并运用干燥、脱脂和粉末状的螺旋藻,以及帝王蟹壳、角叉菜胶海藻进行染色，用于改变材料的外观、色彩和性能。该项目研究探索了藻类植物作为未来生物纺织品的巨大潜力，这些新材料如果暴露在土壤和活细菌中，3个月内就会被生物降解，因此利用这种材料开展服装设计可避免废弃物的污染和资源浪费，对于频繁换新的时尚潮流来说具有很高的适用性和灵活性。毕业于Central Saint Martins的设计师ScarlettYang也对海藻植物进行了一系列科学+设计试验。灵感源于污染问题，认为整个时尚行业要想从根本上解决污染问题，材料创新是核心。她借助3D建模，尝试将有色染料和藻类提取物的混合物以液态的形式涂在3D建模制成的模具上，使其固化（如图2所示），再将蚕茧蛋白注人其特定需要的部位（如图3所示）。因蚕茧蛋白具有疏水性，当混合物遇到蚕茧蛋白就会起皱收缩，形成特殊的雕塑效果（如图4所示），当环境的温湿度发生变化，面料扭曲或褶皱的程度就会随之发生变化，使材料表面产生细微而自然的视觉形态（如图5所示）。这种混合材料遇水后2 4h内就会完全分解，没有任何污染残留。Scarlett Yang的试验呈现了一个循环的生态系统，服装在不断变化的环境和时间中生长、变形和分解，就像服装生命周期的瞬时模拟，展示了一种自然生命过程的美，它超越了经久耐用的传统时装观念，为时尚产品设计带来了灵感。随着科学和技术的进步，藻类图23D试验样片（图片来源：网络）图3藻类提取物与蚕茧蛋白混合产物材料（图片来源：网络）图4ScarlettYang运用海藻设计成衣效果（图片来源：网络）材料或与3D打印技术结合，将科学与艺术相结合进行设计实践与试验，通过跨学科合作进行材料创新，将为时尚领域带来全新发展 321食物的闭合循环食物是人们的生活必需品，是饱腹、满足味蕾甚至治愈心灵的具有感受性的物品。然而在服装设计(a)成衣(b)成衣细节图1Alger海藻服装(图片来源：Natural Material Studio)图533D模拟材料分解过程（图片来源：网络）师眼中，食物可以成为神奇的选材，设计出人们意想不到的服装。服装设计师基于零浪费的原则，试图使食物从生长到堆肥形成一个闭合的循环。选材的方法有很多种，如将食物废料和木薯淀粉进行融合；将食物废料脱水，加人防水材料；打破、重组结构，提取纤维制成面料。这些被特殊处理的食物材料经过与时尚的碰撞，改变原来的面貌和作用，被设计师赋予新的价值，产生了神奇的特殊效果设计师ClaraDavis于2 0 2 0 年在巴塞罗那开展O-Trash（有机垃圾升级回收)手提袋系列项目，O-Trash?就是由有机食物废料和木薯淀粉生物聚合物制成的生物皮革袋的集合。该手提袋系列灵感来自化学家Michael Braungart 和建筑师WiliamMcDonough的摇篮到摇篮的设计理念：“从摇篮到摇篮的设计基于自然界的闭环营养循环，一个有机体的废料是另一个有机体的食物，营养物质和能量在循环中生长，在腐烂和重生的闭环循环中永久流动，其中没有浪费 4。83制衣技术2023年第7 期针织工业首先将食物废料进行有机的脱水处理，粉碎，过筛出细腻的粉末，然后将经过处理的废料粉末与木薯淀粉、酒精、甘油及水进行充分混合得到糊状液体，用烤箱烘烤5min,经过干燥之后就得到了0-Trash?材料，再通过缝合得到手提包（如图6 所示）。在制作过程中可以发现，这种再生材料所消耗的能量很少且纹理与皮革有着极大的相似性。在这个系列中设计师采用仿生方法，以丰富生态系统，使产品使用寿命创造了一个能量循环，它像分子料理一样打破了食物原有形态，重新凝聚成为一个新的物质，在产品生命周期结束时，购买者可将用过的袋子产品扔进有机垃圾箱中，以恢复其原始形状，在经过大约一个星期后通过自然分解完成10 0%生物降解和堆肥，这彰显着食物与服饰的巧妙结合。图6O-Trash?材料制作过程（图片来源网络）源：网络）O-Trash?项目通过材料创新探索了食物消费和堆肥之间的食物垃圾回收可能性，旨在展示日常垃圾的价值，并鼓励其作为可生物降解塑料生产的原材料进行再利用，这不仅是一个设计项目，更像是一种艺术宣言。来自意大利的创新面料公司OrangeFiber研究出以橘皮废料为原材料的服装面料，如图7 所示。橘纤维通过从工业压制和加工橘子中丢弃的纤维中提取纤维素制成 5。这些原材料主要来自意大利当地果汁公司生产加工过程中的橘皮废料,在Orange Fiber之前史无先例。OrangeFiber使用这些柑橘汁副产品，利用其专利工艺，通过在“Pastazzo中提取橘纤维，制成适合纺织的纱线，从而将产业废弃物转化为适合时尚发展的高品质材料。这些柑橘纤维纺织品手感轻盈、柔软如丝，可以被生物降解。目前，该公司主要生产3种面料：混合31.1%真丝的柑橘纤维斜纹布、混合7 3.1%棉的柑橘纤维府绸、混合6.0%弹性纤维的柑橘纤维平纹布图7 Pastazzo成衣(图片来源：OrangeFiber)食品加工产业的生产模式造就了大量非食用副产品的产生，并且随意丢弃易造成环境污染和资源浪费，OrangeFiber通过把食物副产品进行服装面料研究开发，从而将柑橘汁副产品转化为新的可持续产品，最大限度地进行资源循环利用，这种创新方式为时尚行业带来了新的产业循环，将面料创新的可持续做到了极致。与传统的服装面料相比，由食物废料加工而成的面料不用经历棉、麻一样的生长周期过程，从而在极大程度上节约了水、土地、人工等资源，不仅改善了废弃物在环境和经济方面带来的问题，还满足了时尚业在可持续材料上的探索发展，以另一种方式发挥了食物废料的使用价值，为现代服装设计带来了更多的启发与可能性3土壤培植的面料试验从树叶和兽皮，到棉、麻、毛、丝等天然纤维的使用，人类一直试图从自然界获取物质来制作服装，服装材料的采集利用也一直离不开大自然的培植 6 。从这个角度来讲，来自自然回归自然应该是可持续发展理念的最佳注解。基于这个思路，许多设计师和科学家继续将视角回归土地，从构成土地最基本的元素土壤、种子和水出发，试图寻找更多样地利用自然进行材料开发的技术和设计方案。毕业于帕森斯的设计师JacobOlmedo受到了环保主义哲学家凯瑟琳迪恩摩尔的影响，试图探索“如果人类再次与自然建立更密切的关系，世界环境会发生什么样的变化”的命题。他从种子和水源人手，让小麦生长在中性色调的有机面料上，以期得到不可预料的面料生长效果，如图8 所示。(a)示例1(b)示例2图8JacobOlmedo的小麦生长项目（图片来源：网络）由于小麦发芽需要水，为了解决水给穿着者带来的潮湿不适感，Jacob从宇航服分层面料中获得启发，将面料进行分层处理，其中最底层由蜂蜡处理过的棉花制成，起到良好的防水作用，中间层是不同材料的化合物，顶层是浸泡在营养物质中的可生物降解的木浆毡，小麦的种子就被种植在木浆毡中JacobOlmedo的设计作品实际上是运用生物种植技术，见证服装从84制衣技术2023年第7 期针织工业发芽、生长，到成熟、收获的全过程，它通过穿着植物的方式，试图重新建立人与自然的亲密关系，提醒人们要更加关注和认识人们生存的环境以及环境中与人类生存息息相关的物质。服装与土地的关系是永恒的课题，自然生万物，人们从自然界中获取了太多元素从而丰富现代服装的物质条件，有关二者之间关系的设计探索将使服装与人、自然、社会之间的关系不断重构 7 。另外，主要支撑面料纺织的天然纤维作为大自然馈赠的种子，聚焦归根于自然，它将借助科学的试验和设计方案呈现，生发出更多更微妙的人文景观。服装作为现实世界的载体，使设计师的思想得以表达，传达出设计师的设计理念和人文情怀，辐射大众，并深人人心4微生物技术的融入植物或动物材料的利用终归是对地球资源的开采，即使能够回收和再利用，开采过程依然难以避免对地球生物及其栖息地的伤害。为了尽可能减少这种伤害，设计师把目光转向了微生物领域 8 随着科学的发展，人们对生物的认知开始从肉眼可见的生物扩展到不可见的微生物群，同时发现微生物是生物中一群重要的分解代谢类群体，缺少了它们，生物圈的物质能量循环将被中断，地球上的生命也将难以繁衍生息。微生物作为地球上丰富多样的生物资源，与人类生活密不可分 9 ,如果加以利用，其前景非常可观中央圣马丁生物设计专业的毕业生MeiqiPeng发现，每年都有大量的纺织品被浪费掉，凭借对生物学和可持续发展的热情，结合时装设计、生物技术，设计师试图在生产过程中重复使用和回收时装业的废弃物，从而赋予衣服第二次生命。在一次对防水材料的研究中，通过对现有雨衣纺织品的研究，发现目前大多数防水材料都是不可降解的，生产过程会对人体和气候产生负面影响。同时在研究过程中受到一种名为SplitCillFungi的裂褶菌的启发，让她意识到这可能是解决问题的一种方法Peng仔细考虑了服装的整个制造过程，包括材料来源、生产过程，以及通过可持续的制造工艺进行天然染色、手工缝制和编织再生棉，经过大量的生物试验迭代，探索了利用生物技术制造防水面料的可能性，如图9、图10 所示，Peng将从工厂回收的废旧棉纱制成面料，再用这种再生纺织品种植真菌，在种植过程中，菌丝体在形成防水层的同时会逐渐为纺织品染上淡茶色。在面料形态上，受到SplitCill Fung皱纹和曲线形状的启发，设计师将天然染色的纱线手工编织成织物，模仿SplitGillFungi的形态，放置在服装不同部位重新组装成新的外观。在设计草图方面，通过之前对不同部位的解部和重组，设计了一系列有机造型的生物灵感服装，再运用计算机技术用软件模拟了设计过程，以减少原型设计过程中的浪费。Peng完整思考了产品的整个生产和回收系统，保证了整个作品生命周期的可持续性。自然有其自身的逻辑和方法得以繁荣，即使人们想干预它的成长方式，它仍然会遵循原来的方式成长。同样，在这个项目中，设计师没有干预材料的生长，是设计师与大自然共同设计完成了作品如果说上述材料设计是在可图9 MeiqiPeng的设计过程（图片来源：小红书）(a)正面(b)背面(c）成衣图10 MeiqiPeng的成衣作品（图片来源：小红书）85X+制衣技术2023年第7 期针织工业持续的基础上运用菌类试验增添了功能性,Myco Color则是在染色技术上进行创新。如图11所示，该项目起源于在森林地面上发现的一种蓝绿色蘑菇，这种蘑菇中的真菌可以将绿松石色素释放到它生长的物体上，其特性完全有望消除纺织染色过程中化学品的使用，当直接在材料上种植着色真菌时，只需要两种成分：作为食物来源的简单营养素和真菌。其中，蘑菇产生的蓝绿色颜料显示出与商业染料相同的色牢度测量值，这种特性有助于其在纺织品染色过程中完全替代化学品，使人们能够想象一个仅由生物体着色、染色的未来。结合现代时装发展，MycoCol-or是完全顺应自然的，使服装与自然和谐共生。这种方法不仅有可能彻底改变工业材料的设计方法，还可能改变人们对色彩的文化认知，增强人与自然的联系。相信未来的纺织品将更多地依赖于生长在自然界的微生物，并在适合生存的条件下将它们应用于材料上，减少化工材料的使用5丝结束语服装材料是服装设计中至关重要的环节，将科技与设计相结合的服装材料创新，更是近几年正在兴起的重要趋势。一方面，服装材料无论从发展新型材料还是废弃物再利用方面，都减少了人们对资源的消耗；另一方面，也体现了整个服装行业对于可持续发展理念的社会责任感。基于可持续发展理念，设计师把材料来源放宽得更加广阔，立足于自然，从自然中寻找介质来更多地与人类建立关系，源于自然归于自然，从而减少资源消耗。另外，也是绿色设计的概念普及，人类对材料创新的热情越来越浓厚，借助各种科技力量的设计方案也层出不穷。如今，服装材料的创新依靠科学试验的支持，经过设计师的统筹、整合，在服装设计创新体系中扮演着重要角色，不仅带来惊艳的视觉效果，也为当代服装产业的发展开拓了一个广阔前景。参考文献1万殊姝，沈兰萍，郭晶.可持续发展绿色纤维发展现状与应用前景J.针织工业,2 0 2 1(1):30-33.2付少举，张佩华.智能绿色纺织新型原料的开发现状及趋势 J.针织工业，2020(7):10-15.3周洪雷,徐冉.3D打印技术在可穿戴服装中的应用研究 J.产业用纺织品,2 0 19,37(12)：37-41.4威廉麦克唐纳,迈克尔布朗嘉特.从摇篮到摇篮：循环经济设计之探索M.中国2 1世纪议程管理中心，中美链接(a)示例1(b)示例2(c)示例3图11MycoColor的微生物染色技术（图片来源：LieneKazaka)可持续发展中心，译上海：同济大学出版社,2 0 0 5.5韩育延.浅析生物面料在服装与服饰设计中的应用 J.服装设计师，2 0 2 0(4):131-135.6陶玲,孙静.服装设计中以自然为灵感的意象表达方法研究 J.艺术科技，2014,27(7):72-73,91.7沈雷，熊.基于生态时代的绿色服装设计初探 J.毛纺科技,2 0 0 9,37(2：60-63.8陈明芳，白洁，朱丹，等.纺织品类微塑料的危害及消减技术研究进展 J.针织工业,2 0 2 1(9)：6 6-7 1.9冉军.基于生物材料的纺织服装发展一警一构建纺织服装工业未来新模式 J.中国纤检,2 0 17(9)：134-135.收稿日期2022年10 月2 7 日可持续设计理念概述可持续设计分四个阶段。第一阶段是“绿色设计”风潮，提出著名的3R理念，即减少消耗、回收利用和可重复利用,虽然回收利用至今都是有效且简洁的可持续手段，但在产品更新速度越来越快的今天，单纯回收利用不能从根本上解决环境压力。第二阶段为“产品生命周期 设计，不仅只关注生产结果，更关注产品从选材、生产、使用及回收整个过程。第三阶段为“产品服务系统设计”，不仅只关注对产品的设计，而上升为“产品服务化”，这一巨大跨越性改变与互联网时代到来息息相关。第四阶段是可持续设计发展的最前瞻阶段，所针对的不仅是产品和服务，更上升为对社会、消费心理和消费观念的关注，从根本上实现可持续发展有赖于每个人对环保和可持续发展认知的转变。