淺談石墨烯在藝術設計領域的創新運用

陳銀波 劉雅迪

摘? 要：在提倡跨學科整合的時代背景下，藝術與科學的交叉整合成為必然趨勢。在進行藝術創作時，跨學科開放思維成為越來越重要的一種思維方式。以石墨烯為例，這一化學材料具有獨特的屬性與特點，在藝術領域的運用存在多種可能性。

關鍵詞：石墨烯;藝術設計;交互裝置;交叉學科

目前藝術領域有多種方向，但現有的藝術展示形式多以純粹的藝術偏多，結合其他專業領域的表達呈現較少。然而當代社會強調并提倡跨學科整合思維，學校的專業研究、公司團隊都慢慢趨向于跨學科實踐。這種交叉學科的思維與實踐方式有著很明顯的優點，值得藝術領域學習借鑒。

目前對化學材料與藝術相結合的研究較少，這是一個值得去深入挖掘的研究方向。不同的化學材料具有不同的特性，而這些特性若用藝術手法來表達，恰恰可以產生多種不同的效果。本文將結合學科大融合的背景，梳理藝術設計領域現存問題，引出藝術與科學結合趨勢的必然性，并以石墨烯這一材料為基礎，論述其在藝術領域創新運用的可能性，從而為藝術多元化呈現方式帶來啟發。

一、藝術設計領域存在的問題及學科交叉趨勢

（一）藝術設計領域存在的問題

藝術設計主要分為公共藝術、環境藝術、視覺傳達、產品設計等方向，盡管各方向研究側重點有所不同，但其存在的某些問題卻是相似的。例如：形式單一、發展緩慢、創新點不夠、與科技結合度低、與其他學科結合度不高。這些問題都是亟待解決的現實問題。

（二）學科交叉趨勢

在當代經濟全球化、文化大融合的時代背景下，跨學科思維、學科交叉合作是大勢所趨。藝術是純粹的，但與其他學科領域結合的藝術將迸發出更加多樣的火花。設計師不再是僅僅被要求完成表面的視覺層面設計工作，而需要對用戶的體驗進行更多的研究、對設計的性能進行考慮，這一切都不是只有藝術思維就可以解決的。擁有跨學科思維將會使得藝術設計有更多可能性，其維度也會更加寬廣，最終呈現的會是可行性更強、大眾接受度更高的作品。因此，跨學科思維是每個設計師都該具備的思維方式，交叉學科的行為模式也是必然趨勢。

二、石墨烯在藝術設計領域運用的現狀

（一）石墨烯的屬性特點

單層石墨烯首次被發現是在2004年，英國曼徹斯特大學Geim教授和Novselov教授通過簡單的膠帶粘貼剝離得到的。這也是科學家們首次發現二維晶體的存在，并且測試出了它優異的導電性能。

石墨烯和大多數常見三維物質的特性有些不同，它是一種半金屬或者說是半導體，但卻具備金屬及導體所具備的導電性質，這也是其最突出的特點。此外，其導熱性能也優于碳納米管，這也使其有望成為未來最具前景的散熱材料。在運用它之前，透徹了解它的本質是不可或缺的一步。

目前石墨烯這一材料主要運用于生物、化學、物理領域。如：抗癌治療、抗菌物質、海水淡化、太陽能電池制作以及超級電容器。在藝術領域的運用較為稀少，已知的運用其特殊性能進行藝術創作的多為新媒體互動藝術領域。筆者將基于現有作品的分析，對其二者結合前景進行探究。

（二）石墨烯在藝術領域運用中的案例分析

目前國內外運用到石墨烯這一材料進行的藝術創作、設計主要帶有互動性質。

第一類，石墨烯與互動裝置（如圖1）。該互動裝置是將石墨烯繪畫與投影相結合。乍一看是簡單的畫面，但當手指觸摸到石墨烯部分時，預先制作好的投影畫面便會出現，畫面中會出現有趣的小動畫。該方式互動性非常強，投影會呈現很好的視覺效果，同時其趣味性大大增加了作品與觀者的互動性。

第二類，石墨烯與海報展示設計（如圖2）。該作品是以海報的形式呈現的藝術作品，該作品的作者給了我們啟發：帶有互動性質的藝術作品不光局限于傳統意義上的裝置，還可以運用到平面設計中。讓視覺傳達設計更具趣味性，海報可以不再是傳統意義上單純的一張“紙”，它也可以成為與人互動的有趣的藝術作品，該作品中石墨烯繪制的線條與收音設備、揚聲器結合，實時收集現場聲音素材，并根據觀者觸摸的海報位置不同，釋放出不同聲音。

筆者的畢業設計《回音，回應》也是將石墨烯作為切入點而制作的互動裝置作品，主要利用了石墨烯優異的導電性能。

整個互動裝置的主要核心為：通過視覺上石墨烯線條的粗細起伏，來構建傳達效果強弱的基礎，電路連接光源及音響設備等，觀者通過觸碰起伏不同的石墨烯線條，來達到光效變化、聲音強弱變化的效果，觀者參與到作品中，作品將效果反饋給觀者，便是所謂“回音”“回應”。

結合上述探究，可知石墨烯具有優異的導電性及導熱性，其特殊的結構以及超強的穩定性也是其被稱為“近乎完美的新型材料”的原因所在。由此可以對其未來的運用進行合理展望。

三、石墨烯在藝術領域的

創新運用前景探究及相關建議

（一）石墨烯與公共藝術

在藝術領域，目前主要是利用石墨烯導電性，連接電路來實現不同的展示效果。由此可知，石墨烯可以替換部分公共藝術作品中的電線，這樣既解決了裝置線路復雜易纏繞的問題，同時將藝術創作所受限制再次縮小。

石墨烯優異的導熱性也值得被開發運用。目前公共藝術領域中的互動裝置很少有關于觸感的裝置，而石墨烯恰好可以填補該空白。展覽現場的溫度、觀者手掌溫度及其他的不同的物質溫度都可成為互動藝術展示的一個介質。充分運用石墨烯的導電性、導熱性，這將大大拓寬公共藝術領域的操作范圍。

（二）石墨烯與產品設計

石墨烯優異的導熱性決定了其卓越的散熱性能，目前常見的運用該特性的設計為手機的散熱涂層。可以預想，其卓越的散熱性能運用于汽車設計中，為發動機散熱，將大大降低汽車因發動機過熱而拋錨的情況，汽車安全系數得以提高。石墨烯可以作為超級電容器，在倡導環保的當今時代，新能源汽車必將在未來取代以傳統燃料驅動的汽車。現有電動汽車儲電性能并不算強，假若將石墨烯作為電容器為汽車儲電，則其充一次電能運行的里程會有大幅度上升。由此可見，石墨烯與汽車設計結合在未來一定會擦出不一樣的火花。

石墨烯特殊且穩定的結構，造就了其極高的過濾性能。目前市面上具有過濾效果的口罩基本都是運用靜電吸附懸浮物的原理，而受呼吸潮濕水霧的影響，一般此類口罩的有效過濾時長為1小時。而假若將過濾方式替換為石墨烯過濾，由于其穩定的結構，其有效過濾時長可以長達200小時，對比而言，性能大大提高。由此可以預見，未來口罩、空氣凈化器、空調等物品的設計或許都將出現石墨烯的身影。

（三）推動石墨烯在藝術領域創新運用的舉措

首先，學校應響應號召，大力提倡交叉學科整合，多組織需要多學科同學共同參與完成的活動、比賽等，從實踐中感受交叉學科合作的優勢。其次，由于石墨烯屬于化學材料，對于沒有理工科學習背景的藝術類學生來說，要想合理運用并不簡單，所以，應在日常學習中，開設相關的材料分析類課程，讓同學們對類似石墨烯這種具有特殊性能的材料有基本了解，并學以致用，將其與藝術設計合理結合。最后，作為學生本身，我們應開拓視野，改變思維模式，不應局限于藝術設計領域的思考探究，而是要努力求知，涉獵不同領域的知識，使設計成為真正跟隨時代發展、以人為本的學科。

四、結語

通過本文論述，可以預見石墨烯作為一種擁有特殊性能的化學材料，不僅在理、化、生領域運用廣泛，也可在藝術領域占據一定地位，成為實現多樣化功能的媒介。藝術與科學并沒有想象中遙遠，當今社會方方面面均離不開藝術，也離不開科學。善于發現，并將有特殊性質的材料運用于藝術設計中，充分培養跨學科思維，將為藝術打開通往另一片天空的大門。

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作者簡介：陳銀波，南京林業大學藝術設計學院。

劉雅迪，碩士，南京林業大學講師。研究方向：公共藝術、傳媒藝術。