仿生材料与结构在装饰设计中的应用美学研究

2021-11-26王南南

中国建筑金属结构 2021年12期

王南南

1.源自自然的材料

人类经历了由自然直接提供到向自然模仿学习的过程，这个过程是十分漫长的，从学习自然表面到学习自然结构性质，这都是人类在探索自然、探索美的道路上不断摸索的成果。

“爱美之心人皆有之”，如今人们不仅重视自身的装饰，对生活的各个方面要求都越来越高，原生态的设计已经在我们生活中占据越来越重要的地位，对建筑室内设计的材料、结构方面的追求也越来越接近自然。大自然是最好的设计师，自然界中处处充满着优良的设计，就仿佛是取之不尽、用之不竭的设计资源库。

如今的生活已经离不开设计的装点，装饰设计在生活中已必不可少，装饰中所用材料随着科技的发展也是日新月异，人们对美的追求从未止步，装饰设计中的美学离不开材料的更新与发展，材料的发展日新月异，有智能化、复合化、能动化、环境化的趋势，这些方面的功能正是仿生材料发展的特点。自然生物是天生的材料创造者，仿生材料是我们仿照大自然的功能，增加生活的美学，这些材料能够在生活中运用，不仅为生活增加了便利，更能展示装饰设计的应用美学，学会应用材料，学会分配美学，生活才能充满生机。

材料的科学一直是人类不断革新不断探索的领域，仿生材料更是材料学中的一个独特存在，仿生材料根据各种生物独特的结构满足我们对各行业材料要求的某种特质，科技的进步帮助我们认识了更多相似结构的材料，这类材料的出现给我们生活带来许多的便利，突破了人类对材料运用的一些限制，这些来自自然的材料，是智慧和科技的结合[1]。

2.材料中的超疏水

人们常说风过不留痕，现在也可以做到水过不留痕，那就是液体的克星超疏水材料，超疏水的神奇魔力，任何液体都不留痕迹。物体本身的湿润性会决定疏水或者亲水，而在生活中大部分事物都具有亲水性，比如衣物类、石板类、木材类等，无论是浸湿在水里或是其他液体内都不能避免湿润的效果，但也有一部分事物是具有疏水性的，如植物、金属等，超疏水涂层就为我们生活中的装饰提供了很多便利。超疏水材料就像两个有吸力弹性的小球，是通过无机硅酸盐、活性二氧化碳、专用催化剂及其他功能助剂通过纳米技术配制而成，并通过构造粗糙的微观结构来获得超疏水表面。

出淤泥而不染就是超疏水自清洁的特性，这种特性被广泛地应用在各个领域，荷叶具有的超疏水特性，即是荷叶叶层表面具有的脱附、防粘、疏水、自清洁等功能，不仅植物有这种功能，一些昆虫足也具有这一特性。例如，被称为水上漂的昆虫水黾，脚上有沟槽，急流雨水都不怕，利用自然中生物的这些特性，我们制作出方便人类生存、使用的各种材料，这些材料在生活中不仅节省了人们的打扫时间，使人们的生活也能保持美的视觉享受，人们一直追求的无尘家居能够得以实现。在中国农村，灰尘每天围在人们身边，即使每天打扫一遍，家具也会蒙尘，超疏水材料就为我们解决了这个问题，将超疏水仿生材料，例如，玻璃、瓷砖、卫生洁具、塑料、漆面、金属等应用在装饰设计中，可以减少尘污、美化生存环境[2]。

自清洁作用除了荷叶，蝴蝶也具有这种作用，雨后蝴蝶的翅膀并不会被雨水淋湿，那是因为蝴蝶具有绚丽多彩结构色的光子晶体材料，因为蝴蝶翅膀是由微米尺寸的鳞片交叉覆盖，每个鳞片上又分布着排列整齐的纳米条状结构，每个纳米条带由倾斜的周期性片层堆积而成，这种周期性的排列微观结构使它具有非常好的自清洁性，而且具有非常特殊的结构色。自然中的生物具有的特性都是适应环境所得，是生物生存发展的最好见证，人类随着技术的进步也在紧跟自然的脚步。

这种自清洁的材料用在室内设计中，会为我们的生活增加很多便利，减少尘污造成的不美观，可以作为建筑遮光罩、运动场看台顶面、餐厅棚盖等使用，多应用在展览馆、博物馆、停车场等处。它具有靠雨水就可以清除主要污垢的特性，大大便利了人们的生活，减少了尘污造成的不美观，节约时间成本。

3.仿生结构美学的发现及应用

仿生结构在我们生活的社会中经常可以见到，不仅仅具有一定的装饰美，更突了它的结构美，与装饰搭配包含科学技术，这就是多样化的自然展现。

3.1 木材构造图案的包装仿生设计

木材是生活中经常见到的原生态材料，如此普通的材料你是否注意过它的构造美，独特的纹理特征，是大自然的画笔勾勒的线条美，木材的宏观构造因其切割的方位不同有其独特的纹理造型，设计师运用这些花纹样式设计出独特的纹样进行装饰，经常采用木材这种原生态的材料，更仿照它的结构来丰富装饰生活的点滴，作为包装设计的纹样，带给我们接近自然的设计感，仿生纹理中的美学，自然纹样的展示，通过简单的样式在大都市的室内设计中就能带给我们感受自然的机会，目之所及处处有自然装饰美。仿生材料不仅有功能美学，也有结构美学，这些都是大自然赋予人类丰富的物资，都是自然给人类生活的参照，中国传统室内装饰都喜欢运用木制品，实木的桌椅家具、木质的房屋构造，生活中处处都是自然的气息，现在的人们在室内装饰中更倾向回归自然保持纯真的生活态度，简约自然的风格是我们生活在繁杂社会中一种独特的放松方式，更是一种对美的追求和对生活的享受[3]。

材料原生态的美成为生活装饰的亮点，生活中处处有设计，大自然赋予我们的设计美更加符合生物的结构与组织需求。

3.2 灵动的建筑与仿生的艺术

高迪的建筑之美从建筑设计方面就可以有所了解，高迪认为自然界是没有直线存在的，直线属于人类，而曲线才属于上帝。正如他所说过的：“艺术必须出自大自然，因为大自然已为人们创造出最独特美丽的造型。”

赏析高迪设计的建筑，可以从中发现与生活中常见建筑的多种不同，结构不同、造型不同、材料不同，这些不同使高迪设计的建筑有了独特的魅力。巴特罗公寓独特的造型吸引了众多目光，它独特的外观正是它最大的特点，外墙造型采用了陶瓷进行装饰，整体色调只有蓝色和绿色，多么奇异的一种色彩组合，看到巴特罗公寓仿佛置身画中，那绚烂的色彩，大胆的用色，犹如梵高的画作，和谐而鲜艳，灵动而充满幻想，线条的优美又仿佛自然的手笔[4]。

从高迪的建筑中可以发现自然的灵感，建筑的装饰外观有仿生美学的内涵，灵动的线条减少了建筑的造型约束，增加了自然的自由感。随意随心，墙面的曲线造型富有动感，巴特罗公寓很好地将伊斯兰风格和哥特式风格结合起来，完美展现了自然的曲线美。

3.3 建筑中的空间规划

马克思说，蜜蜂筑蜂房的本领，使人间的许多建筑师感到惭愧。

通过观察蜜蜂蜂巢的外形构造，我们可以看出蜜蜂的蜂巢都是六边形排列整齐有规律，并且每个角度都是70°32′，体积是0.25 cm3，按照工程建造的原理来看，蜂巢结构精巧，每个蜂巢所占面积最小。

斯洛文尼亚海边公寓就是蜂巢结构的建筑，虽然空间狭小，但是使用面积很大，可以给贫困的家庭使用，根据图片我们可以看出斯洛文尼亚海边公寓造型独特，装饰性极强，每一个小的空间又有独特的色彩区分，同时为海边公寓节省空间增加一道靓丽的景色，简单的空间分布满足了空间利用和人类的需求，空间虽小，空间装饰利用合理，会使我们的生活更加便捷。

众所周知，日本是一个岛国，人口众多，蜂巢宾馆就是给那些像蜜蜂一样辛勤的低薪阶层使用的，这个蜂巢宾馆有几百个房舱，可以容纳多人居住，每个房间实际面积只有2.28m3，大大节省了居住空间，像蜂巢一样的组合房间，既讲究自然规律，又有几何美，将功能与美学相结合，既节省了空间，又起到装饰作用。

小小蜂窝竟会带给我们如此的创造和变化，室内设计就是利用有限的空间满足各个层次人的需求，学习自然的空间规划，或许会带来意想不到的效果。