可以生长的生物材料

《跳舞的树皮》系列随着温度、湿度和光照的不同，改变自身的色彩、形状和不同的卷曲程度

图片提供 / Biocouture、The Fabrick Lab

今年28岁的吴燕玲（Elaine Yan Ling Ng）喜欢把自己称为“纺织品幻想师”，虽然外表看起来，她和其他在伦敦长大的华裔年轻女孩没有什么不同。她穿一件轻飘飘的黑色波点印花上衣和艳橘色的紧身打底裤，说一口浓重伦敦口音的英语。唯一让人在意的是，她在左耳挂了个粉红色的木片耳饰，样式和材质似乎都有点奇怪。

遇见吴燕玲是在北京CBC建筑艺术馆的CBC Talk讲堂上，那个木柱、桁架支撑屋顶的佟麟阁路中华圣公会救主堂里。开始关于未来材料学的讲座之前，她先展示了一个小小的“魔术”：如果用闪光灯对着那个粉红色耳饰拍照，显示屏上，耳饰变成了白惨惨的亮银色，解密就是上面有一层特殊的涂层。

她的其他魔术作品还包括“跳舞的树皮”首饰系列，那些装饰品看上去只是一些重叠的波浪形木片，由激光切割而成的精细形状。然而，随着温度、湿度和光照的不同，它们开始“翩翩起舞”，改变着自身的色彩、形状和不同的卷曲程度。

吴燕玲毕业于伦敦圣马丁艺术与设计学院，最初在学院里接受面料设计的专业训练，后来逐渐把兴趣转向智能纺织材料研究。大概5年前，她开始形成“技术自然学”（Techno-Naturology）的设计理论，结合自然与技术，用人工技术激活和刺激自然的反应，让人领会到大自然的智慧。比如研究一颗松果，如何在湿度变化的影响下，改变果壳的形状并生发自然的运动。

这一研究也是把无形的数据转化成可视化表现的过程，自然材料非常敏感，即使对微小的刺激也会做出反应，而且运动幅度难以被肉眼觉察。据此，吴燕玲设计了一系列“未来纤维搭扣”作品，融合天然木材的纤维与微结构的形状记忆聚合物，模仿松果随温度和湿度变化的反应行为。由编程控制器和传感器控制的感应系统完成松果的开合，并精确控制运动的尺度。

吴燕玲的“未来纤维搭扣”结合天然材质和人工智能材料

“未来纤维搭扣”体现了天然材质和人工智能材料之间的结合，高分子聚合物和合金能够记忆应对环境变化的形状，内置的模块化系统对不同的光线、温度和湿度变化产生反应。也许，未来这种结构有助于推动纺织品发展的边界。

技术自然学中，“自然”部分所涉及的构造改变不仅仅指模仿自然的行为，也包含在城市环境中如何激发自身的改变。这其中有很多可能性，比如把室外获得的数据自动传递到室内某个装置上，让人在室内也能感受到室外的温度、湿度和光线。

Heidi & Adele公司用鱼皮制作的生态皮革产品

吴燕玲曾经做过一个SAD之家的概念性建筑设计，SAD是指受季节影响的房子。形状记忆聚合物织品和实木贴面构成的屋顶，形状随四季阳光照射而变化。随着四季变换，房子的形状也有所不同。

“从根本上说，自然技术学是关于自然如何与技术合作、技术如何刺激自然行为的学科，目的是为未来设计培养一种仿生学方法。”她说，“我在设计中尝试通过自然的智慧保持和恢复人本性中的灵敏度。我想，我们的生活和行为方式并不是因技术而起，而是发于自然。”

Biocouture实验室用生物材料制成的和服

如果说吴燕玲提出的“技术自然学”是向自然学习，强调能够适应环境变化产品的重要性，如今，有更多的材料学研究倾向直接从自然原料中寻找环保的替代品。例如，Puma和Camper品牌正在试验一种在菲律宾发现的菠萝叶纤维材料Pinetex，取代传统皮革来制作箱包、鞋帽等。Pinetex完全从菠萝叶中提取，成本大概每米28美元，相比之下，皮革的成本价至少每米46美元。

2013年，全球皮革市场总值385亿美元，估计到2020年将达到490亿美元。另一方面，皮革生产成本也在急剧上升，2013年比上一年增长了30%。皮革鞣制过程中，会用到有毒的化学制剂。过去几年，蟒蛇皮被大量使用，许多品牌制造商的原料来自印尼的非法工厂，活蟒蛇被砍掉脑袋，只是因为活蟒蛇的蛇皮处于充分舒展膨胀的状态。

苏珊·李正在她的伦敦工作室检查一块染色生物材料

基于这一类时尚丑闻，高盛公司前董事海蒂·卡尔诺和企业家阿黛尔·泰勒创办了新兴公司Heidi & Adele，尝试放弃动物皮革，把鲑鱼皮、鳗鱼皮等食品工业的副产品转变成时尚配饰。他们与冰岛的一家鲑鱼公司以及韩国的鳗鱼加工厂合作，来生产新型的“生态皮革”。

事实上，鱼皮与市场上的其他皮质一样坚韧，而且容易染色。Heidi & Adele公司推出了一系列色彩缤纷的包袋产品，具有类似动物皮革的漂亮图纹，但是让使用者没有负罪感。他们直接通过网店销售产品，在Crowdshed的众筹活动中获得了价值2276英镑的订单，超过预期数额20%。

"技术自然学”是把无形的数据转化成可视化表现的过程

从植物材料到生物材料，美国生物皮革公司Modern Meadow则与圣马丁学院的高级研究员苏珊·李（Suzanne Lee）一起，实验从动物身上提取活细胞，让它们自然地生长成一片材料。一双生物鞋（Bioshoe）大概需要4周的生长时间，而且在材料生长之前，就已经可以控制它的质地、色彩、形状等。

苏珊·李同时也是TED研究员，她的创新材料研究听起来近乎巫术，比如，从一大桶液体中生长出一件服装面料。她采用的是酵素红茶的相似原理，利用细菌的帮助，在绿茶液体中加入细菌、酵母和其他微生物等。

发酵中的绿茶菌液体像一品脱发霉的啤酒，大概两周时间后，表面凝结成一层厚厚的微生物纤维，然后被取出、洗净和干燥，一片面料就生长完成了。这种微生物纤维材料可生物降解，大概5年之后开始腐烂。

“微生物纤维素是一种迷人的材料，具有高效的单一生产方式，至少可以用于三种直接产品：健康饮料、食品和潜在的服装面料。”苏珊·李说。

苏珊·李原本是传统的时尚和纺织品设计师，她向创新材料研究者的身份转变大概发生于10年前，当时她在撰写《时尚的未来：明日的衣柜》一书。书中探讨了一些如三宅一生、侯塞因·查拉扬、沃尔特·范贝伦登克等服装设计师以及科研人员的工作，他们似乎正在把今天的科幻小说变成明天的现实。

一直以来，苏珊·李把廉价的、质量差的、一次性的“快时尚”视为不道德的商业模式。从世界各地的工厂运输基于动物、植物和石油化学产品的原材料，漫长复杂的供应链参与生产一件衣服。值得质疑的不仅仅是面料，还有整个时装业的生产和运作体系。

写书的过程中，针对与时尚产业相关的生态和可持续发展问题，她找到了一些生物学家。她的问题是：“50年之后我们的衣服看起来会怎么样？我们如何为可持续发展的未来创造新材料？”她发现科学家的答案超过了传统时装设计的界限，比起裁剪、色彩或面料，未来的时尚也许将由创新材料驱动。

苏珊·李因此认识了材料科学家大卫·赫普沃斯（David Hepworth），当时他正在发展不是基于碳氧化合物原料的新材料。他对苏姗的建议是——“与其考虑农业方法，比如用田地棉花生产纤维，不如期待如细菌这样的生物体为我们生长出纤维原料。”

两人开始试验这种“可以生长的材料”，最初的实验室是李的浴室和赫普沃斯的车库。10年之后，由英国艺术与人文研究委员会资助，苏珊·李创办了Biocouture，一个全球性的生物材料创新者社区，与科学家进行合成生物学研究。

这是一个开放的资源平台，就像软件黑客一样，参与材料运动创新者希望“非法入侵”材料，设想未来的制造业体系能否从生物有机体中，直接形成可生物降解的产品。养活生物有机体是一个低成本、低能耗的过程，饲养细菌的可以像苏珊·李一样用糖，也有科学家采用哺乳动物细胞、真菌等。

“如果实际地设计生物体本身，最终我们可以控制纤维的形式以及它的功能，在材料中构建它的功能层。例如，目前我们正在实验如何结合酵母细胞，产生具有防水性的纤维，以及如何让细菌产生具有抗疟疾属性的纤维。”苏珊·李解释说。

设计师可以在家中制作自己的生物面料，现在听起来还是过于离奇。即使只用两周的生长时间，生物纤维材料也无法与低价的合成纤维竞争，它们不是很快能进入大众市场的东西。但是，如果服装面料由生物体发酵而成，它的模式更接近酿造或食品制造业而不是一家纺织厂，显然，这里有观念和工业模式上的巨大改变。 皮革设计材料生物