仿生学在服装设计的作用

摘要：文章介绍了仿生学在功能性服装与现代时装设计的应用。基于解构思维的仿生学不仅为服装设计提供灵感与素材，更为服装设计提供了一种设计思路与理念。同时，分析了仿生学在服装设计中应遵循的设计原则并展望了仿生学在服装领域的应用市场。

关键词：仿生；服装设计；功能；设计原则

仿生是一种创造性的设计思维，是基于解构思维，将原型的特征拆分后的重新设计。仿生学是基于对自然界存在生物特征的探索发现、信息归纳总结、模仿制造、验证分析，并推动新型事物发明创造、更新换代的一门交叉学科［1－2］。当前经济快速发展致使环境问题日趋严重，生物灭绝、资源匮乏、空气质量不断恶化，使人们在日常生活中更加倾向于选择天然或原生态的产品。大自然生物种类的多样性也为服装设计提供了灵感与素材，服装设计师们将仿生学原理与服装设计领域的人体结构学、心理学、美学等元素相融合，满足人们对服装设计功能、审美、造型等因素的要求，提高服装设计的创新性。本文通过阐述仿生学在服装设计中的应用实践，为仿生学在服装设计中的进一步应用提供参考。

1仿生学在功能性服装设计中的应用

仿生学在功能性服装中的应用是仿生学运用的的重要部分，是制备功能性服装的重要研究方向与突破口。

1．1仿生学设计在服装力学中的应用

人们利用仿生学设计使服装具有特殊的力学性能最早出现在鱼鳞盔甲的设计中，图1所示为仿生鱼鳞甲设计。鱼鳞盔甲作为中国古代重要的防护装备，具有优良的防刺与防砍力学性能。其设计主要参考鱼鳞的排列分布，连接鳞片的绳索隐藏在编缀甲片下，降低了被砍断的机率。通过不同的编织方式，最大限度的保证盔甲的伸缩性能，使其随弯曲度调整形态，很大程度上保证了作战人员的身体安全。除防护用品外，目前研究较热的自清洁服装的设计原理则来自荷叶的自清洁效应。荷叶粗糙的表面布满着许多微米尺度的乳突，增加了其表面张力，使得液态水在其表面呈现水珠状态，减少了与荷叶的接触面积，可自动滑落，达到除水除油自清洁的功能［3］。吉林大学焦志彬基于此原理［3］，利用SiO2粒子为基体结构材料，配以具有粘附性与吸光性能的辅助添加材料制备了一种具有自清洁与反射复合功能的涂层材料。该涂层材料具有很强的物理稳定性、化学稳定性与机械力学性能，同时通过调节材料成份配比可对涂层后织物表面自由能与微观粗糙程度进行控制，具有很强的可操作性，市场前景广阔。Speedo公司推出的一款模仿鲨鱼皮肤制作的高科技泳衣，其核心技术就在于在采用了超伸展纤维模仿鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶设计，穿着者在游动过程中可以大大减少水流对身体的摩擦阻力，使身体周围的水流更高效地流过，这款仿鲨鱼皮肤设计的泳衣测试数据表明其可以有效降低3％水的阻力，极大提高穿着者游泳的速度［4］。此外还有基于仿生结构对柔性可穿戴外服力学舒适性的评价和皮肤摩擦触觉感知的舒适性和机理研究等仿生学的应用［5－6］，多以材质、外观造型为切入点。

1．2仿生学在服装色彩设计上的应用

仿生学在服装色彩中占有重要地位，现阶段利用仿生学服装色彩设计以模仿周围环境进行隐匿与利用色彩差进行警示为主。色彩的隐匿作用是一种光学上的掩饰，通过使观测者迟缓获取视觉信息而获得伪装功能。如陆军部队采用的“迷彩服”中绿色或黄褐色斑点与实际野战中荒漠、高原周围环境色近似，起到掩护主体对象不易被敌方发现，提高安全性的目的。变色龙、树叶蝶等动物能随环境的变化迅速改变体色来保护自己的安全，人们根据此原理制作出了变色服装，赋予服装多变的色彩。如根据周围温度变化进行变色的变色服装［7］。还有基于仿生蚕丝蛋白SilkⅡ结构研制的可变色复合材料，具体工艺为：利用聚苯乙烯纳米微球导入至丝素蛋白，加以乙醇诱导致使丝素蛋白的二级构象发生转变，从而制备出具有仿生变色的复合材料，且该材料制备工艺简单，操作性强［8］。此外利用柑橘凤蝶黄色区域与大紫蛱蝶蓝色区域鳞片模拟制备的人工生色黄色与蓝色纺织品为降低传统印染带来的环境污染指明了一条可持续发展道路［9］。

1．3仿生学在服装舒适性设计上的应用

服装的舒适性是服装设计的重要参考指标，也是服装设计成败的关键。本文以服装的保暖性能为例，阐述仿生学在服装舒适性上的应用。现阶段利用仿生学提高服装保暖性能的方法主要有2种：一是模拟动物皮毛在身体外型覆盖毛羽，在服装内部和外部设计中增加类动物皮毛纤维，通过增加纤维间内部空隙的微空间数量，提高服装的热阻，从而达到提高服装保暖性的效果。二是分析动物纤维内部结构，研发保暖纤维。科学家将北极熊等动物皮毛纤维切开在高倍显微镜下发现皮毛纤维内部呈现中空结构，其可以在紫外线照射下将光能产生的热能存储在纤维内部，当外界温度降低，产生温度差时，纤维内部储存的热能通过辐射的方式向外释放热量，从而达到保暖的效果。研究者基于此原理，开发设计出了冷热调节功能的空调纤维，改善了服装的舒适性［10］。

2仿生学在现代时装设计中的应用

仿生学在现代时装设计中的应用主要集中在服装的外观造型、图案色彩、材质3个方面。服装材质的开发设计主要服务于功能服装设计，在此不再赘述。下面对仿生学在现代时装造型设计及图案色彩设计两个方面进行详细阐述。

2．1仿生学在时装造型上的应用

时装的造型可使人对时装产生最为直观和直接的视觉感受，是时装设计参照的3大要素之一。如图2所示的仿生解剖主义时装设计，充分借鉴了人体生物结构，利用色彩、线条、轮廓造型直接或间接的应用到时装造型设计上，模仿原型的特征和韵味，并结合时装和人体造型的特点，给人以强烈的视觉冲击。现阶段利用仿生学进行造型设计的时装较多，如2012年秋冬的仿生款紧身服装不但将爬行类动物的纹理尽情展现，还伴随面料局部的撕裂设计，更具真实感。仿生学在时装造型设计上的应用不胜凡举，诸如蛇纹鳞片时装、蝶形时装，比比皆是，这些时装设计或写实、或抽象，美感十足。

2．2仿生学在服装图案色彩设计中的应用

仿生学在现代时装设计中的运用方法均基于解构思维，从服装搭配的美学进行设计，通常与图案相结合。仿生学在服装图案设计上的应用较多，历史也较为悠久，尤其以少数民族在扎染、蜡染上的应用最为广泛。扎染、蜡染图案均是将动植物的外型经过抽象、夸张或写实处理后再应用于服装，表达出人们对美好生活的向往和期待。如鱼纹图案在贵州地区蜡染中的使用，此类图案在使用的过程中通常将鱼的体型设计得较为肥大，周围点缀鱼籽或鱼苗，这源于人们对鱼类强大生殖能力的崇拜，期待对子多孙。现代服装设计中利用仿生图案的案例比比皆是。如图3中的豹纹图案时装设计，充分模拟豹子皮毛上大小不一的斑点图案，黑白色彩的间隔随机交替，浑然天成，歌星NickiMinaj穿着此服装，体现了野性的魅力，增强了舞台氛围。仿生图案的设计并不仅仅局限于对动植物的写实或夸张描绘，还存在很多对纹理图形的模拟，如木纹时装纹理的设计，蛇的抽象仿生图案，二次处理设计的龙纹图案。由此可见，仿生在服装设计中具有较大的潜力。

3结语

仿生学为服装设计提供了大量的灵感与素材，是图3豹纹图案色彩服装设计新型功能服装与现代时装设计的重要组成部分。仿生学在服装设计中应遵循功能、健康、美观、个性等原则，根据服装的用途加以选择主次。仿生学为服装的设计开发提供的不仅是灵感与素材，更是一种设计思路与设计理念。相信随着材料科学与数字技术的进步，仿生在服装设计中的应用将更加广泛与深入，释放出巨大的市场潜能。

参考文献

［1］闫春红．当代服装仿生设计之探究［D］．大连：大连工业大学，2012．

［2］熊美婷．仿生在服装设计中的应用研究［D］．北京：北京服装学院，2010．

［3］焦志彬．仿荷叶减反射自清洁复合涂层的设计制备与性能研究［D］．吉林：吉林大学，2020．

［4］李娜，李辉芹，巩继贤，等．基于仿生原理的纺织品研究新进展［J］．纺织学报，2012，33（5）：150－156．

［5］邓咏梅，陈炳基．基于仿生结构的柔性可穿戴外服舒适性评价［J］．西安工程大学学报，2019，33（6）：602－607．

［6］陈思．皮肤摩擦触觉感知的机理研究［D］．徐州：中国矿业大学，2016．

［7］是润淦．热敏变色服装发展及机理［J］．纺织学报，1996（1）：55－56．

［8］李青松．基于蚕丝蛋白的光、电传感器件的制备及其应用研究［D］．苏州：苏州大学，2019．

［9］赵章意．微纳结构的生色理论及其在纤维上的应用研究［D］．上海：东华大学，2015．

［10］苏德保．智能调温纤维的研究新进展［J］．国际纺织导报，2013，41（8）：10－12，14．

作者：贺晓亚 单位：江西服装学院