綠色藻類材料在情感化設(shè)計中的探索與實踐

0 引言

藻類生物是水環(huán)境中氮循環(huán)的關(guān)鍵樞紐，它能將廢水中的二氧化碳、碳酸根離子和碳酸氫根離子吸收溶解以進行光合作用，從而提高廢水的Ph 值，達到凈化效果。藻類材料不僅具有良好的過濾與凈化水體作用，也可以作為各種產(chǎn)品的部分替換物。在現(xiàn)代工業(yè)化的促使下，養(yǎng)魚場或家中魚池、魚缸的水體過濾材料都以工業(yè)化的原料為主，比如毛刷、藤棉、過濾棉等，也會結(jié)合一些生化過濾的方式，比如硝化菌、生化環(huán)等。由于現(xiàn)在魚池里的魚所產(chǎn)生的廢棄物污染遠超自然水體的過濾能力，所以會采用大量工業(yè)化制成的過濾材料來過濾水體。[1]而藻類材料沒有在家用缸養(yǎng)水體過濾中得到廣泛的應(yīng)用的主要原因如下：一是缺乏適合的藻類養(yǎng)殖載體；二是人們對藻類材料的關(guān)注度和認知不足。

通過二手資料的研究分析發(fā)現(xiàn)，藻類材料的應(yīng)用多集中在以藻類為基礎(chǔ)的新材料生成以及能源供應(yīng)方面，研究角度較為單一，對藻類的微觀、宏觀結(jié)構(gòu)形式以及其他方面特性的應(yīng)用拓展和發(fā)散略有欠缺。因此筆者認為藻類材料在設(shè)計中有較大的發(fā)揮空間，將現(xiàn)有關(guān)于藻類材料的相關(guān)知識進行更加詳盡地分析和總結(jié)，并在應(yīng)用和發(fā)展趨勢上進行拓寬，尋找綠色藻類材料和情感化設(shè)計相結(jié)合的契合點以及提煉綠色藻類材料中所蘊含的不同的圖形“語言”和內(nèi)涵[2]。

1 藻類材料特性的分析與研究

藻類分布的范圍極廣，環(huán)境適應(yīng)性較強，氧氣是藻類生存的必要條件，在只有極微弱的光照強度、極低的營養(yǎng)濃度、和相當?shù)偷臏囟认乱材艽婊睢Ｔ孱愡€可以直接被用作牲畜的飼料和人類的食物。以藻類為原料所制成的產(chǎn)品，比如藻膠酸鹽，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。近年來，藻類的貢獻也逐漸進軍到設(shè)計領(lǐng)域，不僅從外形、顏色給人帶來強大的視覺沖擊，同時還擁有著凈化水質(zhì)的功能，因此針對目前常見的各種藻類，筆者展開了一系列調(diào)研[3]。

1.1 藻類的特性實驗與分析

根據(jù)分析比較（表1），綜合考慮了不同種類的環(huán)境適應(yīng)程度以及藻類固有色彩的因素，最終挑選出鋼絲藻、火焰藻、硬毛藻、石莼、氣泡藻、龍須菜這幾種環(huán)境適應(yīng)力較強且飼養(yǎng)難度較低的藻類進行實驗，其中主要以綠色藻類為主要研究對象，紅色藻類則起到對比和參考的作用[4]。

表1 不同種類藻的特性對比圖

1.2 不同藻類的凈水功能實驗

筆者分別對綠葡萄藻、火焰藻、紅色鋼絲藻、綠葡萄藻+鋼絲藻+石莼的混養(yǎng)藻缸（以下簡稱混養(yǎng)藻缸）進行為期半個月的狀態(tài)測試實驗（圖1）。

圖1 不同藻的外在形態(tài)特征 （圖片來源：作者）

通過對比四種不同藻缸在同一環(huán)境下的變化，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出以下內(nèi)容，其中在對比過程中并未對各組進行額外的增氧、加溫、加營養(yǎng)物等處理，實驗過程中保持缸內(nèi)條件不變。當環(huán)境不變時，綠葡萄藻、火焰藻以及混養(yǎng)藻缸中溶液的TDS 值（TDS 值越高，表示水中含有的溶解物越多）均出現(xiàn)了大幅度變化，紅鋼絲藻中溶液的TDS 值下降緩慢，中途出現(xiàn)了短暫的峰值；這四種藻缸中，綠葡萄藻中溶液的PH 值相對較穩(wěn)定，其余三個藻缸中溶液的Ph 值均未能穩(wěn)定在8.1－8.4 這一適合藻類生長的區(qū)間內(nèi)，且混養(yǎng)藻缸中溶液的Ph 值最不穩(wěn)定；當綠葡萄藻、鋼絲藻、石莼三者共同處于一個環(huán)境中時，鋼絲藻的環(huán)境適應(yīng)力最強，飼養(yǎng)難度最小，石莼的環(huán)境適應(yīng)力適中，飼養(yǎng)難度適中，綠葡萄藻的環(huán)境適應(yīng)力較弱；根據(jù)四組藻缸的對比得出綠葡萄藻和混合缸的水質(zhì)較清，另外兩組的水質(zhì)較為渾濁[5]。

1.3 特性分析總結(jié)

實驗過程中，溫度和光照是影響藻類生長的主要因素。實驗都是在有恒溫燈的條件下進行，筆者將溫度控制在20℃－28℃之間，以確保藻類能夠在穩(wěn)定的條件下生存。過強的太陽輻射也會限制藻類的生長，導(dǎo)致藻類選擇性地排斥部分體內(nèi)的共生藻，因此產(chǎn)生白化現(xiàn)象。實驗過程中筆者一直將培養(yǎng)箱放置于朝南、陽光充足的室內(nèi)，透過實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)遠離陽光源一端的培養(yǎng)容器中藻類的白化速度小于靠近陽光源端的培養(yǎng)容器中的藻類。此外，生活在同一水域的各藻類相互間的影響對它們的生長也有重要作用，例如某些藻類能分泌物質(zhì)抑制其他藻類的形成和發(fā)展。在混養(yǎng)藻缸的實驗中，相同的實驗周期內(nèi)，紅色火焰藻表現(xiàn)得最不穩(wěn)定，白化嚴重，而綠色鋼絲藻幾乎沒有白化跡象，這種特性有待深一步研究[6]。

總體而言，上述藻類都具有良好的凈化功能。隨著時間的推移，藻類中溶液的TDS 值有明顯下降的趨勢，TDS 值越低，表示水中含有的溶解物越少，其中綠色藻類的凈化能力明顯優(yōu)于紅色藻類，這一結(jié)論為設(shè)計提供了有力的論證。

2 綠色藻類材料的設(shè)計應(yīng)用實踐

2.1 色彩在產(chǎn)品設(shè)計中的作用

在產(chǎn)品的設(shè)計過程中色彩具有舉足輕重的地位，表現(xiàn)在兩個方面：一是在產(chǎn)品設(shè)計中有效地應(yīng)用色彩搭配能夠提升人的視覺吸引力；二是色彩比外形更能深入人心，正向的色彩可以突出產(chǎn)品的特點從而增強人的視覺記憶。除此之外，色彩還作用于人的心理和生理（圖2），從紅光到紫光分別有不同的波長，其對人的生理和心理的影響也是不同的。紅色波長最長，刺激性最強，會給人帶來加速血液循環(huán)、促進生理和心理狀態(tài)的感受；綠色波長中等，刺激性中等，讓人感受到平靜、松弛和舒適的狀態(tài)；紫色波長最短，對人的生理心理有一定的抑制作用。如果設(shè)計師想營造一種平靜舒適的感覺，則最佳色調(diào)為綠色調(diào)性[7]。

圖2 不同光可見波長對人的影響

“綠”在《漢語詞典》中指介于黃色和藍色光譜之間，波長為500 ～565nm。經(jīng)過語義的引申，“綠”又被賦予許多新義，從單音詞“綠”變?yōu)殡p音詞“綠色”，在代表自然、生機和希望的同時具有環(huán)保與生態(tài)的新含義。從生理學(xué)的角度分析，綠色是讓人眼最舒適的顏色，因為人在觀看綠色時不用調(diào)節(jié)眼球的視網(wǎng)膜，從而最大化減少視神經(jīng)的疲勞感；從心理學(xué)的角度分析，綠色能帶給人樂觀情緒，鎮(zhèn)定心靈，象征著生命、撫慰和休息。因此將綠色融入情感化設(shè)計中是必要的選擇[8]。

2.2 綠色藻類材料中情感化設(shè)計的演繹

首先，以綠色藻類材料為例，結(jié)合情感化設(shè)計中“本能、行為與反思”三個層次的要點，從藻類出發(fā)，去觀察和思考事和物之間、人和物之間的關(guān)聯(lián)。對人和自然關(guān)系的不平衡、人類落后的自然觀等問題進行反思層面上的設(shè)計思考；其次，尋找切入點，綠色藻類具有良好的凈化水質(zhì)、固氮和改善環(huán)境的功能，其自然而又具有美感的形態(tài)符合人類原始狀態(tài)下的環(huán)境映射，同時運用以小見大的表現(xiàn)手法，從理性的分析延伸到感性的表達；最后，對具體方向進行確定和規(guī)劃。通過對綠色藻類的定向研究和文獻調(diào)查研究，掌握了大量綠色藻類特性，根據(jù)綠色藻類自身的凈化功能、其獨特的組織結(jié)構(gòu)以及視覺圖案進行一系列的推演和設(shè)計應(yīng)用。[9]筆者將綠色藻類應(yīng)用到水凈化系統(tǒng)中進行再設(shè)計，把綠色藻類放置于透明的容器中，此時盛放綠色藻類載體可以進行模塊化拼接，或作為單體模塊使用。透明的容器可以給人帶來最直觀的視覺體驗，將綠色藻類的色彩直觀展現(xiàn)，給人帶來清新、自然和舒適感受的同時，具備美學(xué)表現(xiàn)力。

因此從設(shè)計的角度出發(fā)，通過情感化設(shè)計這一感性的角度讓使用人群產(chǎn)生理性的思考。藻的這種取之自然而又回歸自然的材料所具備的顏色、外形等動態(tài)變化能夠讓人類透過現(xiàn)象看本質(zhì)，所謂一花一世界，芥子納須彌。希望將自然元素融入日常生活，爭取把視覺上的美感沖擊做到極致，視覺觀感上動態(tài)的變化能夠給使用人群創(chuàng)造生活中不一樣的驚喜。設(shè)計除了在視覺上給使用人群不一樣的體驗之外，還擁有凈水的功能，通過水流、顏色的變化演繹別樣的動感，向使用人群傳遞生命的氣息，營造靜中有動的氛圍。材質(zhì)上則選擇有機玻璃、亞克力等透明材質(zhì)，以達到想要的可視化效果并且能夠充分地展現(xiàn)綠色藻類的視覺效果。

2.3 設(shè)計實踐與總結(jié)

經(jīng)過草圖繪制與模型驗證，確定產(chǎn)品的最終方案。盛放綠色藻類的容器采用人工吹制的玻璃器皿，其形態(tài)自然溫婉，材質(zhì)通體通明，不僅使之更趨于非工業(yè)化，還擺脫了常規(guī)模具的規(guī)則更具藝術(shù)感，半封閉式的外形設(shè)計便于更換藻類和清洗容器。以懸掛玻璃的方式，若隱若現(xiàn)的魚線懸吊讓展現(xiàn)效果更加空靈，也更符合人類冥想的意境。每一個玻璃容器高低錯落地排列，宛如五線譜上跳動的音符，富有節(jié)奏感，在風等外力的帶動下玻璃之間產(chǎn)生的撞擊聲好比演奏出來的樂譜。盛有溶液的透明導(dǎo)管穿過第一層容器，水流緩緩經(jīng)過藻類，在容器中停留些許時刻，隨著第二級導(dǎo)管緩緩?fù)ㄏ虻诙尤萜鳎瑥亩瓿闪说谝槐檫^濾。以此類推，完成三次過濾以后，最終得到的水溶液流入魚缸，以及灌溉底部植被覆蓋的區(qū)域，魚缸中的溶液通過水泵再次導(dǎo)入第一層容器，以此形成一個閉合回路，達到循環(huán)的目的（圖3）。每一個容器中可以放置不同種類的綠色藻和過濾材料，由此產(chǎn)生了狀態(tài)不同、顏色不同的視覺效果。筆者利用綠色藻類生物天生的凈水、固氮、增氧能力，完成一個可供觀察而又不必干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)，引起人類對微小自然的興趣，從而以小見大，重塑和完整人們對生態(tài)的認知，實際使用效果如圖所示（圖4、5）。

圖3 產(chǎn)品過濾流程圖

圖4 產(chǎn)品展覽實拍

圖5 產(chǎn)品細節(jié)展示

綠色藻類材料最明顯的優(yōu)點是它們可以通過光合作用進行大規(guī)模繁殖。這使得綠色藻類材料成為一種可持續(xù)的材料選擇，因為它們可以在不破壞環(huán)境的情況下進行量化。其次綠色藻類材料的另一個優(yōu)點是它們可以提供一系列不同的物理和化學(xué)特性。綠色藻類可以通過生長條件來控制它們的形態(tài)和結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生各種不同的形狀和表面紋理。此外，綠色藻類還可以生產(chǎn)出具有抗菌和抗氧化性能的化合物，這些微量元素和生物材料本身的自然屬性與自然色彩是工業(yè)產(chǎn)品無法代替的，尤其是應(yīng)用在凈化水質(zhì)的領(lǐng)域中，其人文價值是其他材料所無法替代的。

通過綠色藻類材料在現(xiàn)代設(shè)計中的應(yīng)用設(shè)計實踐，來拓寬綠色藻類材料形式語言的方式探討設(shè)計的新可能，讓綠色藻類材料不單單是普通生物的存在，更以一種視覺語言和元素融入家居生活。將綠色藻類材料融入設(shè)計，旨在讓使用者在使用過程中感受到來自自然的親切感、慰藉感以及從人與自然交互角度的視覺體驗感，以此來提高人們對自然的關(guān)注及興趣。藻類材料是極有潛力的，它還具有很多的可探討性。

綜上所述，綠色藻類材料具有廣泛的應(yīng)用前景，并且在未來的設(shè)計中將會發(fā)揮重要作用。通過充分利用綠色藻類材料的獨有的特性和凈化功能，可以創(chuàng)造出更多可持續(xù)和創(chuàng)新的產(chǎn)品和材料。本研究中因技術(shù)、設(shè)備等原因仍存在諸多不足之處，若有機會將在下一步研究中與跨學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的從業(yè)人員進行深度合作，為綠色藻類材料在設(shè)計等多個領(lǐng)域中創(chuàng)造更多價值。