浅谈物理学对服装设计的影响

2015-12-02

山东纺织经济 2015年9期

（江南大学纺织服装学院；江苏省服饰类非物质文化遗产研究基地江苏无锡 214122）

1 服装设计的发展

最初人类只为了适应气候环境的变化保温御寒、遮羞蔽体；后来人们产生对神灵的信仰而产生的服饰设计中，运用辟邪、护符等图案设计与饰品的添加；随着社会的进步，阶层意识的产生，使服装在设计中具有体现权利象征的手法，这时的服装设计具有普遍性。

19世纪中期的欧洲，一位英国的年轻裁缝到法国开了一家裁缝店，开始定制衣服，同时他还设计许多样衣，供客人们进行选购，这就是后来被人们成为“时装之父”的沃斯，慢慢的服装设计成为表达情感色彩的载体。随后品牌的建立，服装设计具有了代表性，与精神文化有关；现在，更多的设计是展现服装的新颖性与独特性。

如今，服装设计的发展具有多元化的趋势，在展现服饰所表达的精神文明基础上，追求服饰的美学，更多的是对新事物的发现与拓展，结合到服装设计中，运用新的材料、新的科技等进行融合与创新。现在服装设计的发展呈现完善与突破的趋势，新颖的面料得到认可与研究，重视面料的融合创新，对新颖色彩的爱不释手，追求个性化适用性色彩，让面料、色彩真正的服务人们的生活。越来越多的物理学原理运用于服装的载体——面料，如“发光”面料、“双面”面料等让原本简单的材料能更好的为人民服务。这样的发展对社会的影响将产生对精神文明与物质文明起推动的作用，与科技的结合对社会的发展也有重要的作用，推进对文化的创新发展，做到与时俱进的效果。

2 物理学的分类和服装应用

2.1 物理学与服装设计

物理学是一种自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。细致的分为：力学、电磁学、热力学、相对论等方面，是对我们身边物质与形态的解释与运用。而在服装这一领域中，所涉及的物理学原理也颇多，服装的色彩、服装的材料都与物理学有或多或少的联系。

2.1.1 从服装的色彩来寻找与物理之间的联系

服装色彩构成是以色彩的基础理论为依据，来指导配色实践的艺术活动。色彩运用在服装设计中有重要的作用，服饰中色彩的设计能体现出设计师的想法、情感，能感染到穿着服饰的人群。而色彩的表现和物理学有着密切的联系，什么是色彩，色彩即颜色的光彩。色彩只能在白天有光的情况下才能看见，当黑夜降临我们就看不到那鲜艳的色彩，另外还要有感知物体——眼睛。色彩是光刺激眼睛所产生的视感觉，感知色彩必须有光，而光是一种电磁波辐射能，在一定的范围以内可通过光看到色彩，这一段的辐射能可称为“可见光”。另一方面，当光从一种介质传播到第二种介质就会出现折射。一般来说，色彩在其物理性质存在的同时，也具备表达情感、影响人们心理活动的功能，有着传达信息、感染情绪、产生联想等多种意义，让人们产生对色彩的感知。红色让人感受到女性、活力、吉利、喜庆、热情，同时也会带来负面警告、危险、生气等情绪；灰色感到平凡朴素的气质，但同时也具有消极的忧郁呆滞的情感，每种颜色带给人们的感知都具有积极与消极两面，越是暖色系、高明度、高纯度带给人们好坏的感知面差距越大。色彩使人们产生了心理效应，来自色彩的物理刺激对人的生理发生的心理体验；当我们看到某种颜色时，必然也会将它与其相关的精神、内涵、意义、形态等产生较为系统的联想。所以光对色彩有很大的影响，对服饰的设计也很有影响力，不同的环境同一服饰会有色差。

2.1.2 从服装的材料来寻找与物理之间的关系

服装是由布组成，而布由纱线组成。一条条纱线成织物，织物的经纬密度关系到织物的厚薄程度、外观、手感、强度、透气性等，而测量经纬密度需物理仪器，如织物密度镜。

材料的选取要考虑其强度、拉伸度、断裂程度、悬垂性，这些都需要物理仪器做试验后得出结论，获得适合的面料进行设计。不同的材料有不同的硬度，硬度的不同产生的造型也有所不同，所以要从各个方面进行物理实验，最终得出运用哪种材料设计服饰的结果。

并且，在光的照耀下不同的服装材料所体现的效果不同，金属质感的现代性、皮料复古性、亮片的潮流感、PU料科技感、绸缎高贵带给女性优雅气质等服装材料在光下的反射大大增强，这类材料不管是在太阳光还是舞台灯光下，所反射的光的效果特别的强。棉、麻、丝、毛、呢等天然朴素的服装材料在光的照耀下会使原有的色彩更加的鲜艳，材料本身的色彩根据光的变化而产生其他色彩的变化。

2.2 物理学研究对服装开发的影响

2.2.1 光学方面

2012年，LumiGram公司最新推出的发光服装。利用光纤织物制做并加以自创设计，最后推出属于自己的作品。光纤织物是运用纺织技术将塑胶光纤（POF， Plastic Optical Fiber）织成平面状织物，突破传统塑胶光纤管状之应用。光纤织物在应用上需将光纤集束加工，并加上光源（通常为LED）及电池组。光纤织物具有可发光、质量轻、柔软、颜色变化多元等特性，可大量使用于服饰成衣、运动休闲、登山露营、宠物用品、家具、广告等各行业。在白天，光纤织物可利用色纱呈现既定的颜色，和一般的织布并没有两样，但于夜晚或阴暗处时，光纤织物却在夜晚呈现与白天不同的面貌，进而增加产品之附加价值。这种织物对人体并无有害物质，可贴身穿着，并且体现出未来感的视觉效果。

除了光纤织物，还有光感变色纤维材料，也称作非放射性蓄能材料，以稀土材料为光感体，经过特种纺丝流程制成的。当受到光和热的激发，衣物中的电子得到刺激，而产生高能的状态；当恢复到原有的状态时，就会把吸收的能量释放出来，以有光的形式展现出来，其色彩在可见光的条件下，发出各种光色，此材料具有环保的特征。

在2013年，纽约珠宝品牌Lionette发布了全新系列夜光首饰单品，吸引了众多消费者的目光，而其中运用的则是荧光粉来达到“夜光”的效果。不仅仅是首饰运用荧光粉，而且耐克等运动品牌也设计出了众多夜光系列的服装与运动鞋，使服装更具有现代科技感。夜光服所含一种物质是荧光粉，在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，再缓慢地以荧光的方式释放出来，带有放射性的夜光粉，这类在服装中不会大面积的运用，也不能贴合肌肤，只是起到装饰的作用，以及运用到特殊职业所需的服饰中。

2015年春夏女装的流行趋势中，反光效果的服饰是其中之一。设计师运用涂层皮革以镜面般的表面折射彩色微光而营造出彩虹效果，复古感与科技感的结合，例如Fyodor Golan的短版机车夹克，反光效果营造出迷幻炫彩。

涂层皮革可营造出金属感的视觉效果，此面料与光照相结合，才能展示出科技感与光的色彩。适用于廓形硬挺的服装，表现现代风、机车风的设计效果。

2.2.2 电能方面

衣服设计中很多都出现了新奇的想法，比如说在衣服中加入灯管、电路等，使衣服更具现代感、机械化，服饰的设计就是追求与众不同，并要与时代流行同进步，所以会延伸到各个学科领域。曾设计的一个系列的服饰，主题是工业革命，在其中的一套服饰的背部运用到了灯管，用灯管照亮所设计的图案，灯的开关和电池设置在服装的口袋处。这样便使服装设计与电力相结合，设计出更有新意的服饰。

2014年雷克萨斯的宣传片中，有一位身穿灯服的人穿梭于城市之中。而服装是由服装设计师范·伯纳姆所制作的，“灯服”的制作，需要多达七层的面料。其中包括基础层、LED层、四层能够使光线能够均匀散射的面料，以及能够增加视觉清晰的丝质外层。服装表现出奇幻的感觉，此服饰需要电能与无线电脑程序进行服饰的照亮与控制，产生明亮的视觉效果。

同样的，Mary Huang设计制作的LED发光女装，也是运用电能与电脑程序的控制而形成设计效果。在不同的服装部位上进行发光设计，展现出不同的设计图案与层次感。

2.2.3 物理原子方面

纳米技术应用在各个领域，运用纳米技术成为服装的材料也十分广泛。让某种纳米级的微粒覆盖在纤维表面或镶嵌在纤维甚至分子间隙间，由于这种微粒十分微小（小于100nm）且表面积大、表面能高，在物质表面形成一个均匀的、厚度极薄的、（用肉眼观察不到、手摸感觉不到）、间隙极小（小于100nm）的‘气雾状’保护层。正是由于这种保护层的存在，使得常温下尺寸远远大于100nm的水滴、油滴、尘埃、污渍甚至细菌都难以进入到布料内部而只能停留在布料表面，从而产生了三防等特殊效果。同时，由于形成保护层的纳米级微粒极其微小，几乎不会改变原布料的物性，如颜色、舒适度、透气性。纳米服饰既漂亮又能防静电。

3 服装设计的物理运用

3.1 面料与色彩选择

对于追赶时代潮流的设计师们，荧光粉曾一度运用在各大潮牌，现代感与科技感十足的服装中。在我们的生活当中也处处可见荧光服的运用，例如环卫工人、警察等身着的制服，为了他们的安全，在马路上工作时躲避车辆的一种方法，让大家在黑夜里也能从视觉上更清楚的看到，通过不同光源的照射产生效果。在现代服装中，夜光服已成为一种创新服饰。夜光粉发光时间很长，但因为有毒有害和环境污染，不能贴身穿着，所以应用范围小。

在暴晒的炎日下，穿着厚重的玩偶服工作的人员，因服装的闷热感与服装的损耗导致工作率的下降，因面料及色彩的物理性质造成消极因素。

这些因素导致不便，从而促使进行面料与色彩的研究，找寻更合适这两种工作人群的服装。

3.2 面料实验

实验一：

针对环卫工人、交警，这类职业的特殊性是需要在黑暗的环境下工作，需要在暗淡的情况下依然能引起注意进行实验。原本的服装只具有小面积的反光作用的涤纶反光背心，虽然反光背心能减少不必要的伤亡，但还需从服装的颜色上更完善。实验为了让穿着警服的交警人员在黑夜中，能更好的突出他们，更好的执行任务，保护他们的人身安全，引起人们视觉上的注意点。

实验材料：不用颜色的面料小样、手电筒

实验结果：服装的易活动程度，耐磨程度及损坏程度，同时也要结合在白天情况下吸热散热因素。通过同一光源下，不同颜色的同一织物吸热温度；以及同一光源下，相同颜色的不同织物的吸热散热温度。阳光中的紫外线，可以看出我们所穿衣服最能吸收的是UVB区也就是中波紫外线。为此可以得出结论：衣服的颜色如果能最大程度的防止中波紫外线，那么这款衣服就是最不吸热的衣服。根据衣服颜色对阳光中紫外线的吸收程度，英国辐射防护委员会依据实验得出结论：防晒作用最差的是浅黄色的棉织品，其防晒系数仅为7，浸湿后防晒效果下降到4。此外，米色棉织品的防晒系数为9，白色棉织品的防晒系数可达33—57。在夏天穿红色是最理想的防晒服装，因为红色光波最长，可大量吸收日光中的紫外线，而其他颜色就相对较弱，所以夏天穿红色衣服能阻止紫外线，防止皮肤被晒伤，因此在选择颜色方面选择红色和白色设计服装。

在黑暗的情况下不同颜色的同种面料的对比试验下，白色是最亮的，粉色是最引人注意的，因此在服装设计中，运用红色、白色、粉色进行搭配，也可适当运用少量荧光粉，需避开身体重要部位，或者光感变色纤维材料达到效果，这样的设计可以使服装在黑暗的情况下更加的引人注目。

实验二：

针对穿着较厚衣物玩偶服，在恶劣的天气下的工作人员，夏日阳光的暴晒、梅雨季节的暴风雨等都会使服装受到损坏，并且会影响到人体的健康及舒适性；实验为了让穿着人偶服装的工作人员在夏季不会感到闷热，通过实验找到感到舒适凉爽的面料，并且找到牢固色好的、暴晒下也不会降低色度的面料，并能因光照下色彩的鲜艳而引起注意。

实验材料：同一颜色的面料小样、水、机器

实验数据：

1.从面料的吸湿性的实验，找到一款可以吸汗能力强、不宜潮湿的面料，在相对湿度65%、摄氏温度20度条件下进行实验。

从这个实验当中，可以得出结论：含有毛纤维的面料吸湿性相比之下是最好的。可以很快的吸收因天气原因或工作过重产生的汗水，快速的排汗，使舒适性大大的提高。

2.从面料的耐热耐光性的实验，找到一款可以减少导热，带来凉爽感觉的面料，同时可对比出强度较好的面料。

表3-2 各种材料的耐热耐光性表

涤纶 100 100 95

从这个实验不难看出：含有涤纶的面料耐热性较好，而羊毛、麻的面料耐日光性较好。这三种材质的面料，强度较好，适用于室外工作者。

3.从面料的耐磨性与色牢度的实验中，找到一款可以减少损坏程度，色牢度高的面料。

表3-3 织物耐磨性实验表

表3-4 织物色牢度实验表

通过实验仪器，色牢度的实验条件在39.4℃的机器中，旋转工作、恒温状态下30分钟。恒温水洗后晾干的染色程度进行色卡比对，变色程度的对比进行材料统计后，得到色牢度较高的材料。针对这两个实验可以看出欧根纱的耐磨性较好与色牢度较好，棉布的色牢度是最差的。

在室外恶劣天气下，身穿玩偶的职业人群，针对他们的所需:透气性好、贴身穿着无不适感、能吸湿排汗，这几个方面是对人体生理上的需求；而色牢度强、耐磨性好、耐日晒耐热性好，是对自然因素的考虑。通过实验等方式对比，贴身的一层选用具有柔和贴身、吸湿性、透气性甚佳特点的棉麻混纺的织物，外面一层运用具有耐磨性好、色牢度强、尺寸稳定、弹性好、耐穿特点的欧根纱与毛料结合的织物。