摘要：目的：文章探討生物塑料作為新型材料在服飾設(shè)計與制造領(lǐng)域的應(yīng)用，分析其對促進(jìn)時尚產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的積極意義，旨在降低傳統(tǒng)紡織業(yè)對環(huán)境造成的負(fù)面影響。方法：分析當(dāng)前生物塑料種類以及生產(chǎn)與降解機(jī)制，結(jié)合其在服飾中的具體應(yīng)用案例，討論生物塑料對推動時尚產(chǎn)業(yè)環(huán)?；脱h(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛力。結(jié)果：各類生物塑料服飾滿足了不同市場需求，也使服裝產(chǎn)品更加多樣化，這些服飾在生命周期結(jié)束后可自然降解，降低了對環(huán)境的負(fù)面影響。結(jié)論：生物塑料在服飾設(shè)計中的應(yīng)用展現(xiàn)了時尚行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型趨勢。隨著技術(shù)的進(jìn)步，加上政策的支持，生物塑料服飾有望成為未來時尚產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，引領(lǐng)服飾新風(fēng)尚。

關(guān)鍵詞：生物塑料；服飾；可持續(xù)；可降解

中圖分類號：TS941 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）11-000-04

0 引言

當(dāng)今社會，生態(tài)危機(jī)日益嚴(yán)峻，消費(fèi)者的環(huán)保意識逐漸覺醒，時尚產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的轉(zhuǎn)型壓力，可持續(xù)的生產(chǎn)與消費(fèi)模式成為迫切需求。生物塑料作為新興材料技術(shù)的代表，逐漸滲透至服飾領(lǐng)域，引領(lǐng)一場從原材料到成品的綠色革命。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，綠色設(shè)計理念和再生環(huán)保材料在設(shè)計領(lǐng)域受到更多的關(guān)注。生物塑料作為一種新生材料，發(fā)展?jié)摿薮螅饾u被廣泛運(yùn)用到工業(yè)行業(yè)，特別是包裝行業(yè)和一次性制品行業(yè)。與傳統(tǒng)以石油為原材料的塑料不同，生物材料全部或部分由有機(jī)天然物質(zhì)制成，在制作和降解過程中的安全性遠(yuǎn)高于普通塑料。傳統(tǒng)服裝行業(yè)，每年都會不當(dāng)淘汰甚至焚燒大量紡織品，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和社會影響。社會生產(chǎn)對紡織品的需求較大，要求也逐漸提高，如今開始追求可持續(xù)、可再生、耗能少的紡織品［1］。因此，在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的生物塑料開始被一些設(shè)計師關(guān)注并運(yùn)用到服裝設(shè)計中。

1 生物塑料的概念

生物塑料（Bioplastic），又稱生物基塑料，是一種來源于可再生的生物質(zhì)的塑料材料，與傳統(tǒng)的石油基塑料形成對比。這類材料通常由天然物質(zhì)如淀粉（從玉米、土豆、小麥等植物中提取）、植物纖維、蔬菜油或是通過微生物發(fā)酵過程產(chǎn)生的聚合物構(gòu)成。生物塑料的核心概念體現(xiàn)在以下兩個方面。

1.1 生物基（Bio-based）

生物基指的是塑料來源于生物材料，即其碳源來源于自然界的可再生資源，而不是化石燃料。因此，生物塑料具有可再生性，減少了對有限的石油資源的依賴。

1.2 生物可降解性（Biodegradability）

某些生物塑料能在特定條件下被微生物分解成水、二氧化碳及生物質(zhì)，從而減少環(huán)境污染。但需要注意的是，并非所有生物塑料都可以降解，也有生物基但不易降解的塑料，以及一些雖非生物基但可生物降解的塑料，如PBAT（一種熱塑性生物降解塑料）。

生物塑料的應(yīng)用旨在解決環(huán)境問題，尤其是塑料廢棄物處理難題。其在包裝、紡織品、汽車、電子、醫(yī)療等多個行業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，能夠根據(jù)具體需求設(shè)計出具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的產(chǎn)品。然而，生物塑料的商業(yè)化推廣還需要克服成本、性能以及生物降解條件明確化等方面的挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，生物塑料行業(yè)正經(jīng)歷快速的發(fā)展和變革。在服裝設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用可生物降解的環(huán)保材料有很多好處，不僅有助于減少對環(huán)境的影響，而且可以設(shè)計出獨(dú)特的產(chǎn)品。

2 生物塑料制作方式

目前，生物塑料的制作方式多種多樣，并且在持續(xù)開發(fā)中，不同生物材料的提取方法也各有不同。以下是一些常見的生物塑料制作方法。

2.1 直接提取法

從玉米淀粉、甘蔗、木薯等生物資源中直接提取原料，通過化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化過程制備成聚合物。通常是通過淀粉基，如PLA（聚乳酸）就是通過玉米淀粉發(fā)酵得到乳酸，再經(jīng)過聚合反應(yīng)生成。

2.2 微生物發(fā)酵法

利用微生物（如細(xì)菌、酵母菌等）進(jìn)行發(fā)酵，將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為單體，隨后聚合形成生物塑料。例如，PHA（聚脛基脂肪酸酯）就是通過微生物發(fā)酵糖類或油脂得到的。

2.3 化學(xué)合成法

使用生物基單體通過化學(xué)合成路徑生成生物塑料。例如，以生物質(zhì)為原料，通過催化過程高效制得對二苯甲，進(jìn)而生產(chǎn)PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）塑料。

2.4 改性淀粉法

將天然淀粉與增塑劑、穩(wěn)定劑等添加劑混合，通過物理或化學(xué)方法改性，提高其熱塑性和機(jī)械性能，形成淀粉基生物塑料。

2.5 自然凝膠法

使用明膠或瓊脂等天然凝膠物質(zhì)，配合甘油等增塑劑，通過簡單的加熱溶解、混合、冷卻成型過程制作簡易的生物塑料。這種方法也常用于設(shè)計院校內(nèi)的生物塑料制作。

制作生物塑料的各種方法都有特定的使用場景和優(yōu)缺點(diǎn)，如成本、效率、材料性能、環(huán)境影響等。選擇何種制作方式取決于最終產(chǎn)品的應(yīng)用需求和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。隨著科技的進(jìn)步，生物塑料的生產(chǎn)工藝還在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新。

3 生物塑料的面料特性

生物塑料作為面料使用時，展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢，這些特性使生物面料在時尚和環(huán)保領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。

3.1 可溶性

生物塑料的耐溫性較差，在較高的溫度下會軟化甚至融解。在實際操作過程中，生物面料接觸到高溫物體時會逐漸軟化甚至融化成半液體狀態(tài)，當(dāng)撤去加熱源時，生物塑料冷卻后又凝固成固體。同時，部分生物塑料遇水會逐漸軟化，表面觸感呈滑膩狀。

3.2 結(jié)構(gòu)緊密性

生物塑料的結(jié)構(gòu)十分緊密。正常的服裝面料多為梭織或針織面料，有一定的透氣性和伸展性。生物塑料在裁剪時不會脫絲，可直接縫紉，但容錯率較低，難以反復(fù)拆線，這也從側(cè)面反映了生物塑料的不透氣性。

3.3 創(chuàng)新的制造工藝

將含有食品增稠劑、甘油、水等成分的液體倒入模具中，烘烤或自然干燥后可得生物塑料。這種液態(tài)面改技術(shù)使生物塑料能夠附著在任何面料上形成獨(dú)立的形狀，增強(qiáng)了設(shè)計的靈活性和多樣性。

盡管生物面料展現(xiàn)出諸多積極特性，但也面臨成本較高、生物降解條件限制以及市場接受度不高等方面的挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模化生產(chǎn)，這些挑戰(zhàn)有望逐步得到解決。

4 生物塑料在服飾中的運(yùn)用

生物塑料在服裝領(lǐng)域的運(yùn)用逐漸成為可持續(xù)時尚領(lǐng)域的重大革新。它不僅體現(xiàn)了對保護(hù)環(huán)境的承諾，也為服裝設(shè)計和生產(chǎn)帶來了新的可能。生物塑料的運(yùn)用主要分為基礎(chǔ)材料直接運(yùn)用、結(jié)合工藝改良運(yùn)用以及服裝余料結(jié)合運(yùn)用幾種方式。

4.1 培養(yǎng)生物材料

紅茶菌作為一種生物薄膜，主要由酵母菌、乳酸菌和醋酸菌三種微生物共生形成。這種共生體因獨(dú)特的生物性質(zhì)，引起了生物材料領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。在生物面料或生物材料語境下，紅茶菌的生物膜可以被用來創(chuàng)造可持續(xù)和環(huán)保材料。讓紅茶菌在含有茶水、糖等營養(yǎng)液的溶液中生長，形成一層結(jié)構(gòu)致密的菌膜，隨著菌膜的增厚，它可以被收割并加工成不同形式，如紡織品、皮革替代品或其他生物的復(fù)合材料。制備紅茶菌生物材料通常需要經(jīng)過培養(yǎng)、成型、干燥和后期處理等步驟。例如，通過控制培養(yǎng)條件，調(diào)整菌膜的厚度、強(qiáng)度和顏色，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要。此外，研究人員也在探索如何將其與其他天然或合成材料結(jié)合，用以提升紅茶菌生物材料的性能，從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍［2］。

來自中央圣馬丁學(xué)院的蘇珊·李（Suzanne Lee）于2003年推出紅茶菌服裝（見圖1）。通過紅茶菌養(yǎng)殖的方式使纖維素的線發(fā)酵，任其自然生長成一張布料，曬干布料后將其剪開，縫制成服裝、鞋帽。紅茶菌材料在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用一經(jīng)問世，就引起設(shè)計界與科學(xué)界的廣泛關(guān)注。區(qū)別于普通針織、梭織面料，紅茶菌材料在視覺感受上傳達(dá)了獨(dú)特的生物材料美感；在色感上，紅茶菌材料呈現(xiàn)為深淺不一的茶棕色，是純天然的色彩表現(xiàn)［3］。

4.2 結(jié)合工藝改良材料

4.2.1 可降解服裝

Natural Material Studio（自然材料工作室）是一家總部位于哥本哈根的設(shè)計、研究和咨詢公司，由材料和交互設(shè)計師Bonnie Hvillum（邦妮·赫維勒姆）于2018年創(chuàng)立。工作室從可再生和循環(huán)的角度出發(fā)，以科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、設(shè)計和藝術(shù)為基石，創(chuàng)造了一種基于系統(tǒng)方法論的新設(shè)計類型。作為一個多學(xué)科工作室，他們用生物材料進(jìn)行藝術(shù)設(shè)計和空間裝置創(chuàng)作。工作室客戶包括阿迪達(dá)斯（Adidas）、諾瑪（Noma）、卡爾文·克萊因（Calvin Klein）以及設(shè)計博物館（Design Mus）等。他們傾向于跨學(xué)科和系統(tǒng)的工作，將以研究為導(dǎo)向的過程轉(zhuǎn)化為作品和展覽、探索與材料、文化規(guī)范、自然和潛能相關(guān)的現(xiàn)象設(shè)計和主題性思辨，開發(fā)了一系列由藻類、黏土和泡沫制成的可生物降解材料。

陶瓦（Terracotta）是一種黏土色素生物纖維，團(tuán)隊將利用多次的磚塊制成紡織品，使用從膠原蛋白中提取的蛋白質(zhì)黏合劑和天然軟化劑形成。這些紡織品具有微紅的色調(diào)和柔軟的手感（見圖2）。

B-Foam織物是自然材料工作室自2019年以來一直在研究的一種由木炭制成的泡沫材料（見圖3）。這種紡織品經(jīng)久耐用，完全可以生物降解?；钚蕴坑捎谄淇仗挤肿佣軌蛭紺O2顆粒，材料手感柔軟，但結(jié)實柔韌。木炭復(fù)合材料正處于開發(fā)的早期階段，還有進(jìn)一步優(yōu)化規(guī)格性能的空間。材料具有純素皮革的視覺紋理，表面有凹坑和氣穴。它具有輕量化、透氣性、彈性等特點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展理念。

Alger是由海藻提取物和柔軟劑制成的海藻面料，用螺旋藻染色（見圖4）。這種面料不僅由天然材料制成，還具有有機(jī)的外觀——海藻紡織品含有活藻類，用于色素沉著和著色。這種面料的一個顯著特點(diǎn)是生物可降解性。Alger面料能夠在3個月內(nèi)自然分解，這體現(xiàn)了極強(qiáng)的環(huán)境友好性。

在制作過程中，設(shè)計師采用手工澆筑的方法，將面料液體制備后倒在木質(zhì)框架上定型，隨后將其懸掛晾干，待成型后從框架上取下作進(jìn)一步處理。這樣的生產(chǎn)工藝不僅減少了能源消耗，還賦予了面料獨(dú)特性和手工質(zhì)感。

Alger面料不僅因可降解性而受到關(guān)注，還促進(jìn)了對海洋資源的可持續(xù)利用，降低了對傳統(tǒng)紡織原料的依賴，減少了化學(xué)染料對環(huán)境的污染。

4.2.2 生物彩虹亮片

Elissa Brunato專注于材料研究，找到了一種使用木質(zhì)纖維素的結(jié)晶制作彩色且閃閃發(fā)光的亮片的方法，這些木材可堆肥且采用無浪費(fèi)工藝制成。生物亮片的顏色源自光的折射現(xiàn)象，從而產(chǎn)生人眼所看到的強(qiáng)烈且閃爍的顏色（見圖5）。

目前，在時尚和紡織行業(yè)應(yīng)用廣泛的亮片是塑料亮片，以石油基為原材料，對環(huán)境有一定的影響。設(shè)計師研發(fā)的新型生物亮片作為環(huán)保的替代品，可以很好地解決環(huán)境污染問題。普通塑料中含有很多化學(xué)物質(zhì)，包括致癌物和激素干擾物，過度接觸會導(dǎo)致健康問題。并且塑料亮片不可以生物降解，其最終的歸宿是焚燒或降解成為塑料，甚至泄漏到水源中被魚類吃掉，因此這些塑料碎片最終會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，甚至進(jìn)入人類的食物鏈中。但生物彩虹亮片需要在不同形狀的模具中成型，因此不會產(chǎn)生邊角料，不會造成浪費(fèi)。與傳統(tǒng)的塑料亮片生產(chǎn)相比，制造生物彩虹亮片所需的能耗較低，不會產(chǎn)生有害化學(xué)物質(zhì)。

4.3 結(jié)合服裝余料

生物塑料與服裝余料的結(jié)合是近年來可持續(xù)時尚領(lǐng)域的一個創(chuàng)新方向，旨在通過循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則減少浪費(fèi)，并研發(fā)環(huán)保的服裝材料。這種結(jié)合方式展現(xiàn)了對環(huán)境負(fù)責(zé)的理念。目前，較為有效的方式主要有強(qiáng)化服裝余料、生物塑料黏合劑、生物塑料填充物或涂層、生物塑料3D打印服裝部件等［4］。

德國設(shè)計師卡羅琳·拉夫（Carolyn Raff）以藻類的明膠代替瓊脂，創(chuàng)造出了一種新型生物塑料，并通過藻類的天然色素對其染色，運(yùn)用在服裝局部（見圖6）。

5 結(jié)語

生物塑料在服裝中的運(yùn)用具有深遠(yuǎn)的意義，不僅對環(huán)境友好，也推動了時尚產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展。盡管前景廣闊，但生物塑料也面臨成本、耐用性、規(guī)?；a(chǎn)等挑戰(zhàn)，而且當(dāng)前消費(fèi)者認(rèn)知和接納度并不高。但從環(huán)保角度而言，使用生物塑料可以減少塑料垃圾堆積和海洋污染，減少對化石燃料的依賴，有助于降低溫室氣體排放。在推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、減少資源浪費(fèi)的同時，可以為設(shè)計師提供全新的材料選擇，促進(jìn)面料創(chuàng)新。服裝品牌采用生物塑料材料，可以樹立環(huán)保形象，不僅能夠滿足消費(fèi)者日益增長的對可持續(xù)產(chǎn)品的需求，也能夠幫助品牌建立差異化競爭優(yōu)勢。

總之，生物塑料在服裝設(shè)計領(lǐng)域的運(yùn)用是時尚行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要步驟。它不僅關(guān)乎環(huán)境保護(hù)，也是對傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的一次深刻反思，對未來服裝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 利百加·佩爾斯-弗里德曼.智能紡織品與服裝面料創(chuàng)新設(shè)計［M］.趙陽，郭平建，譯.北京：中國紡織出版社，2018：9.

［2］ 威廉·邁爾斯.生物設(shè)計：自然 科學(xué) 創(chuàng)造力［M］.景斯陽，譯.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022：111-113.

［3］ 郭力瑄.時尚泛生物化：論生物材料紅茶菌在服裝設(shè)計中的創(chuàng)新應(yīng)用［D］.北京：北京服裝學(xué)院，2022.

［4］ 王晗.生物塑料融合服裝余料在服裝設(shè)計中的應(yīng)用［D］.上海：東華大學(xué)，2022.

課題項目：本論文為2024年度重慶市教育委員會科學(xué)技術(shù)研究項目“跨學(xué)科設(shè)計思維介入材料實踐——新型材料研究與運(yùn)用”成果，項目編號：KJQN202301011；2024年度重慶市研究生教學(xué)案例庫研究項目“時尚設(shè)計研究生材料與工藝教學(xué)案例庫建設(shè)”成果，項目編號：105622305

作者簡介：張緲 （1984—），女，講師，研究方向：新型材料與傳統(tǒng)服裝文化的有機(jī)結(jié)合。