仿生學在服裝設計中的應用研究

賀曉亞

江西服裝學院 (中國)

仿生是一種創造性的設計思維，是基于解構思維，將原型的特征拆分后的重新設計。仿生學是基于對自然界存在生物特征的探索發現、信息歸納總結、模仿制造、驗證分析，并推動新型事物發明創造、更新換代的一門交叉學科[1-2]。當前經濟快速發展致使環境問題日趨嚴重，生物滅絕、資源匱乏、空氣質量不斷惡化，使人們在日常生活中更加傾向于選擇天然或原生態的產品。大自然生物種類的多樣性也為服裝設計提供了靈感與素材，服裝設計師們將仿生學原理與服裝設計領域的人體結構學、心理學、美學等元素相融合，滿足人們對服裝設計功能、審美、造型等因素的要求，提高服裝設計的創新性。本文通過闡述仿生學在服裝設計中的應用實踐，為仿生學在服裝設計中的進一步應用提供參考。

1 仿生學在功能性服裝設計中的應用

仿生學在功能性服裝中的應用是仿生學運用的的重要部分，是制備功能性服裝的重要研究方向與突破口。

1.1 仿生學設計在服裝力學中的應用

人們利用仿生學設計使服裝具有特殊的力學性能最早出現在魚鱗盔甲的設計中，圖1所示為仿生魚鱗甲設計。魚鱗盔甲作為中國古代重要的防護裝備，具有優良的防刺與防砍力學性能。其設計主要參考魚鱗的排列分布，連接鱗片的繩索隱藏在編綴甲片下，降低了被砍斷的機率。通過不同的編織方式，最大限度的保證盔甲的伸縮性能，使其隨彎曲度調整形態，很大程度上保證了作戰人員的身體安全。

除防護用品外，目前研究較熱的自清潔服裝的設計原理則來自荷葉的自清潔效應。荷葉粗糙的表面布滿著許多微米尺度的乳突，增加了其表面張力，使得液態水在其表面呈現水珠狀態，減少了與荷葉的接觸面積，可自動滑落，達到除水除油自清潔的功能[3]。吉林大學焦志彬基于此原理[3]，利用SiO2粒子為基體結構材料，配以具有粘附性與吸光性能的輔助添加材料制備了一種具有自清潔與反射復合功能的涂層材料。該涂層材料具有很強的物理穩定性、化學穩定性與機械力學性能，同時通過調節材料成份配比可對涂層后織物表面自由能與微觀粗糙程度進行控制，具有很強的可操作性，市場前景廣闊。

圖1 仿生魚鱗甲設計

Speedo公司推出的一款模仿鯊魚皮膚制作的高科技泳衣，其核心技術就在于在采用了超伸展纖維模仿鯊魚皮膚表面粗糙的V形皺褶設計，穿著者在游動過程中可以大大減少水流對身體的摩擦阻力，使身體周圍的水流更高效地流過，這款仿鯊魚皮膚設計的泳衣測試數據表明其可以有效降低3%水的阻力，極大提高穿著者游泳的速度[4]。此外還有基于仿生結構對柔性可穿戴外服力學舒適性的評價和皮膚摩擦觸覺感知的舒適性和機理研究等仿生學的應用[5-6]，多以材質、外觀造型為切入點。

1.2 仿生學在服裝色彩設計上的應用

仿生學在服裝色彩中占有重要地位，現階段利用仿生學服裝色彩設計以模仿周圍環境進行隱匿與利用色彩差進行警示為主。色彩的隱匿作用是一種光學上的掩飾，通過使觀測者遲緩獲取視覺信息而獲得偽裝功能。如陸軍部隊采用的“迷彩服”中綠色或黃褐色斑點與實際野戰中荒漠、高原周圍環境色近似，起到掩護主體對象不易被敵方發現，提高安全性的目的。變色龍、樹葉蝶等動物能隨環境的變化迅速改變體色來保護自己的安全，人們根據此原理制作出了變色服裝，賦予服裝多變的色彩。如根據周圍溫度變化進行變色的變色服裝[7]。還有基于仿生蠶絲蛋白SilkⅡ結構研制的可變色復合材料，具體工藝為：利用聚苯乙烯納米微球導入至絲素蛋白，加以乙醇誘導致使絲素蛋白的二級構象發生轉變，從而制備出具有仿生變色的復合材料，且該材料制備工藝簡單，操作性強[8]。此外利用柑橘鳳蝶黃色區域與大紫蛺蝶藍色區域鱗片模擬制備的人工生色黃色與藍色紡織品為降低傳統印染帶來的環境污染指明了一條可持續發展道路[9]。

1.3 仿生學在服裝舒適性設計上的應用

服裝的舒適性是服裝設計的重要參考指標，也是服裝設計成敗的關鍵。本文以服裝的保暖性能為例，闡述仿生學在服裝舒適性上的應用。現階段利用仿生學提高服裝保暖性能的方法主要有2種：一是模擬動物皮毛在身體外型覆蓋毛羽，在服裝內部和外部設計中增加類動物皮毛纖維，通過增加纖維間內部空隙的微空間數量，提高服裝的熱阻，從而達到提高服裝保暖性的效果。二是分析動物纖維內部結構，研發保暖纖維。科學家將北極熊等動物皮毛纖維切開在高倍顯微鏡下發現皮毛纖維內部呈現中空結構，其可以在紫外線照射下將光能產生的熱能存儲在纖維內部，當外界溫度降低，產生溫度差時，纖維內部儲存的熱能通過輻射的方式向外釋放熱量，從而達到保暖的效果。研究者基于此原理，開發設計出了冷熱調節功能的空調纖維，改善了服裝的舒適性[10]。

2 仿生學在現代時裝設計中的應用

仿生學在現代時裝設計中的應用主要集中在服裝的外觀造型、圖案色彩、材質3個方面。服裝材質的開發設計主要服務于功能服裝設計，在此不再贅述。下面對仿生學在現代時裝造型設計及圖案色彩設計兩個方面進行詳細闡述。

2.1 仿生學在時裝造型上的應用

時裝的造型可使人對時裝產生最為直觀和直接的視覺感受，是時裝設計參照的3大要素之一。如圖2 所示的仿生解剖主義時裝設計，充分借鑒了人體生物結構，利用色彩、線條、輪廓造型直接或間接的應用到時裝造型設計上，模仿原型的特征和韻味，并結合時裝和人體造型的特點，給人以強烈的視覺沖擊。現階段利用仿生學進行造型設計的時裝較多，如2012年 秋冬的仿生款緊身服裝不但將爬行類動物的紋理盡情展現，還伴隨面料局部的撕裂設計，更具真實感。仿生學在時裝造型設計上的應用不勝凡舉，諸如蛇紋鱗片時裝、蝶形時裝，比比皆是，這些時裝設計或寫實、或抽象，美感十足。

圖2 仿生解剖主義服裝設計

2.2 仿生學在服裝圖案色彩設計中的應用

仿生學在現代時裝設計中的運用方法均基于解構思維，從服裝搭配的美學進行設計，通常與圖案相結合。仿生學在服裝圖案設計上的應用較多，歷史也較為悠久，尤其以少數民族在扎染、蠟染上的應用最為廣泛。扎染、蠟染圖案均是將動植物的外型經過抽象、夸張或寫實處理后再應用于服裝，表達出人們對美好生活的向往和期待。如魚紋圖案在貴州地區蠟染中的使用，此類圖案在使用的過程中通常將魚的體型設計得較為肥大，周圍點綴魚籽或魚苗，這源于人們對魚類強大生殖能力的崇拜，期待對子多孫。現代服裝設計中利用仿生圖案的案例比比皆是。如圖3中的豹紋圖案時裝設計，充分模擬豹子皮毛上大小不一的斑點圖案，黑白色彩的間隔隨機交替，渾然天成，歌星Nicki Minaj穿著此服裝，體現了野性的魅力，增強了舞臺氛圍。仿生圖案的設計并不僅僅局限于對動植物的寫實或夸張描繪，還存在很多對紋理圖形的模擬，如木紋時裝紋理的設計，蛇的抽象仿生圖案，二次處理設計的龍紋圖案。由此可見，仿生在服裝設計中具有較大的潛力。

圖3 豹紋圖案色彩服裝設計

3 結語

仿生學為服裝設計提供了大量的靈感與素材，是新型功能服裝與現代時裝設計的重要組成部分。仿生學在服裝設計中應遵循功能、健康、美觀、個性等原則，根據服裝的用途加以選擇主次。仿生學為服裝的設計開發提供的不僅是靈感與素材，更是一種設計思路與設計理念。相信隨著材料科學與數字技術的進步，仿生在服裝設計中的應用將更加廣泛與深入，釋放出巨大的市場潛能。