设计中的绿色材料调查与应用研究.doc

1、设计中的绿色材料调查与应用研究打开文本图片集【摘要】：p ：葛藤作为一种绿色植物，同时它的茎秆经过加工后也能成为一种新型的可降解绿色材料。通过我们对葛藤的特性和作用的研究，将这些研究成果转化为产品，使其实现更大价值的同时也解决了一个迫在眉睫的生态问题。【关键词】：p ：葛藤 绿色材料 环保利用中图分类号：TB47文献标识码：A文章编号：1003-0069（20_）09-0105-031选题背景中国西南地区四川盆地大部处于亚热带季风气候，多云雾，湿度较大，土壤肥沃，十分适合葛藤的生长。近年来，由于葛藤生长繁衍过快，已渐渐由美化生态的植物变成妨碍生态和谐的破坏性植物。政府每年都会付出一定的人力和物

2、力来治理这些破坏生态平衡的“植物杀手”，但其处理方式的粗放，依靠人工割除和喷施除草剂在一定程度上遏制了葛藤的过度繁衍，但是并不能彻底根除隐患，并且容易对周边土壤造成破坏，处理不当还会造成环境污染。如果能够引导一些企业或个人对其展开应用研究，并利用生产厂家变“害”为“宝”，不仅能够有效地遏制葛藤的过度生长，节约政府资，还能实现一定的经济效益，一举三得。（图1）1.1关于现阶段葛藤的应用情况目前葛藤的主要用途分两大类：（1）生态价值葛藤对土壤适应性较广甚至在荒谷和石缝中都能生长，耐酸性强，耐旱耐寒，利于水土保持，作为良好覆被植物被运用于荒漠化治理中。（2）药用葛根中黄酮和葛根素有明显扩张冠状动脉作

3、用，预防心率失常的作用，可扩张血管，改善脑循环等。葛粉具有黏重、透明度高等特点，富含十几种营养成分及矿物质，可研制各种功能性保健食品和药膳食品。葛花主治头晕、怕冷、胸膈饱胀、解酒等。葛叶捣碎敷之，可治刀伤、出血。葛谷（葛的种子）主治下痢、解酒毒、补心清肺。1.1.1国外应用情况葛藤原产于东亚，中国，朝鲜，日本，韩国等地，主要用于食用。20世纪以来，被欧美国家引进用于治理水土流失。美国于1927年从日本引进葛藤，主要用于治理土地荒漠化和水土流失。现阶段，以葛根为原料的提取物已经广泛的应用于美国的保健食品，生物药领域，制成饮料，口服液等产品。葛根食品一直在日本是畅销的保健食品，制成面包，粉丝，冰淇

4、淋，葛冻等产品，由于资匮乏，每年仍从中国进口大量的半成品进行加工制作。1.1.2国内应用情况与国外情况大致相同，目前国内葛藤的应用都属于比较原始的使用阶段，在环境治理上，葛藤仍然发挥着不可替代的作用；作为保健食品和药物原材料，葛根与葛粉的应用也较为成熟；另外，葛藤也用于饲用，作为马、牛、羊、猪、兔等动物的饲草。1.2绿色设计中绿色材料的应用是大势所趋人类进入21世纪，各行各业都在寻求可持续发展。在设计为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时，也加速了资，能的消耗，并对地球的生态平衡造成了极大的破坏。早在20世纪中期，维克多·巴巴纳克就在其著作为真实世界的设计中提出“以人为本”的设计理

5、念，认为设计应该认真考虑地球的有限资使用问题，设计应该为保护我们居住的地球的有限资服务。绿色设计就是设计寻求可持续发展的必然选择。绿色设计是一个系统，绿色材料的选择应用与设计是整个系统的基础，是整个绿色设计循环中的重要组成部分。（图2）2葛藤的危害与治理2.1葛藤的生长特性葛藤，又名：野葛，旋花科、银背藤属藤本，生于丘陵地区的坡地上或疏林中，分布海拔高度约300-1500米处。原产于东亚，在中国华南、华东、华中、西南、华北、东北等地区广泛分布，而以东南和西南各地最多。葛藤喜温暖湿润的气候，喜生于阳光充足的阳坡。常生长在草坡灌丛、疏林地及林缘等处，攀附于灌木或树上的生长最为茂盛。对土壤适应性广耐

6、酸性强，耐旱，耐寒。2.2葛藤的危害葛藤作为防治水土，保健药物和喂养饲料等的原料，还能对一些贫瘠的土壤起到肥沃土壤的左右，但在部分地区，其极易繁殖过度的特性，破坏了生态结构与功能，严重影响了该地区的生态系统的生物多样性，产生了诸多的社会与经济问题。在四川盆地大部，由于气候湿润，土壤肥沃，是葛藤生长的天堂。早期还有农民上山砍葛藤，用于制作藤编和饲料，随着农村生活条件的改善，渐渐不再有人去采摘，任其在广阔的坡地上泛滥成灾，葛藤生长速度极快，其茎节上分布着许多小分根，具有强大的根系，它会就近吸收营养，见到植物就会去缠绕，迫使其他植物死亡，绞杀森林树木，危害生态环境。2.2原始粗放的葛藤治理方法目前常

7、见的治理葛藤方法有2种：人工割除和化学控制。人工割除是目前比较直接的方式，把葛藤割除掉之后烧毁；化学控制是割除葛藤之后，再喷洒除草剂，或者直接喷洒化学制剂，抑制葛藤生长。（图3、图4）3葛藤的特性与再利用3.1生长形态特征葛藤属豆科落叶木质藤本，高可达3米，茎圆柱形、被短绒毛。叶互生，宽卵形，长10.5-13.5厘米，宽5.5-12厘米，先端锐尖或渐尖，基部圆形或微心形，叶面无毛，背面被灰白色绒毛，侧脉多数，平行，在叶背面突起；叶柄长4.5-8.5厘米。聚伞花序腋生，总花梗短，长1-2.5厘米，密被灰白色绒毛；苞片明显，卵圆形，长及宽2-3厘米，外面被绒毛，内面无毛，紫色；萼片狭长圆形，外面密

8、被灰白色长柔毛，长13毫米，宽5毫米，内萼片较小；花冠管状漏斗形，白色，外面被白色长柔毛，长6-7厘米，冠檐浅裂；雄蕊及花柱内藏，雄蕊着生于管下部，花丝短，花药箭形；子房无毛，花柱丝状，柱头头状。（图5）3.2理化特征葛藤的优势是土壤适应能力强，生长迅速。藤根茎的韧性较强，含水分时较柔软，干燥后柔韧，耐磨耐压，茎秆表面具有防水性，可染色。经过一定现代技术加工处理，能防腐防蛀防虫；葛叶含蛋白质高，粗纤维较少，并含有较为丰富的氨基酸，有增进食欲之效；葛根中富含有大量的淀粉及少量蛋白质、纤维素等，其中淀粉含量较高，干物质含量可达35-40，新鲜葛根中淀粉含量为20左右，此外，葛根中还含有大量的葛根素

9、和异黄酮类化合物。（图6）3.3葛藤利用可行性分析p 3.3.1葛藤在制造业中的利用现状葛藤茎皮以前主要用于造船修船业和造纸，现广泛用于制作沙发等家具。近年来，有将葛藤纤维（葛麻）用于地毯生产的实践，据介绍用葛麻生产的地毯、壁毯、麻绢等产品可与蚕丝产品媲美，其色泽、牢固度、弹性、耐磨性均超过丝织地毯，且其经济及实用价值更高。3.3.2葛藤在农副产品中的利用现状（1）配制饲料葛叶是天然优质饲料，既可供放牧，也可割草干贮，葛叶中含有的丰富营养对家畜的生长和品质都有较大的好处，是理想的天然饲料。（2）研制食品葛根中含有大量的淀粉，从鲜葛根中提取的葛粉，质地洁白、细嫩，还含有少量维生素和矿物质和多种生

10、理性物质，可研制各种功能性保健食品和药膳食品。目前，中国内外已开发的葛根系列保健食品有：葛根口服液、葛根口服液、葛根面包、葛根粉丝、葛根冰淇淋、葛根饮料、葛粉红肠等。3.3.3葛藤在医药领域的利用现状本经中记载：“味甘，平。主消渴，身太热，呕吐，诸痹，起阴气，解诸毒。”葛根中提出的黄酮类化合物能增加脑及冠状血管血流量，对高血压动脉硬化病人则能改善脑循环，作用温和。葛根具有升阳解肌，透疹止泻，除烦止温。治伤寒、温热头痛项强，烦热消渴，泄泻，痢疾，癍疹不透，高血压，心绞痛，耳聋。临床广泛应用于冠心病、心率失常、脑血栓形成、高脂血症及急性腹泻等。4葛藤的再利用方向研究与分析p 诗经中记载“葛之覃兮，

11、施于中谷，维叶萋萋。”中国有关葛的记载至少有二千五百年，在许多的文学作品中也有关于葛的记载，在历代古籍中葛藤又名鸡齐，黄斤，黄葛藤，野扁葛，葛条等。葛原产中国，在古代广为种植，应用亦广。葛衣、葛巾为服饰；葛纸、葛绳应用亦久：葛根用于治病，酿酒，荒年充饥；葛粉作为饮料；葛花解酒毒。本草纲目对葛的植物学特征，栽培，气味，主治，附方和食用方法等进行了较全面研究。早在泰秦、汉时期，古代劳动人民已经懂得用葛藤纤维纺线织布。古书中有关“葛麻”的记载指的就是葛藤纤维，至今仍有部分地方的人称葛藤为“葛麻藤”，用这种纤维织成的布叫“葛布”或“夏布”。诗有云“老酒三杯千愁去，葛衣一撩万事休。”诗中所言“葛衣”就是

12、葛纤制品；中国在先秦时期鞋的前身屦，就是用葛藤绩出的纤维编制而成，又叫葛屦。由此可见，中国对葛藤的利用有着悠久的历史，现代科学技术的发展，对葛藤的利用也有所提升，但于山地野生葛藤，早期还有农民采摘自用，后来随着农村生活水平的提高，人也不再亲手制作生活用品，对这些自然材料的利用率降低。对于野生葛藤的来说，这无疑助长了其大肆繁衍生长，山地野生葛藤的疯狂生长严重影响了树木的正常生长，破坏了生态平衡，葛藤的叶子将整个树冠覆盖，导致阳光无法照入，阻断了树木正常的光合作用从而致其枯萎死亡，葛藤将树木缠绕过紧，也会将树缠死。葛藤成了山地间的“植物杀手”。如何能将“植物杀手”变为经济助力，实现其价值的同时还能

13、够消除对山地树木的杀害，这不仅能够使我们利用新的绿色材料制作出绿色环保的产品，也是现实新的经济价值的有效途径。我们可以从从古至今人们对葛藤的利用中入手，将老手艺注入新活力，使其焕发新的生命。4.1葛藤的应用研究葛藤根茎以前主要用于造船修船业和造纸，现广泛用于制作藤编家具。随着近年来技术的提升，有将葛藤纤维（葛麻）用于地毯生产的实践，用葛麻生产的地毯、壁毯、麻绢等产品可与蚕丝产品媲美，其色泽、牢固度、弹性、耐磨性均超过丝织地毯。（1）葛藤纤维的利用古书中亦有记载人们利用葛藤纤维纺线织布，但其经济价值较低，因技术原因，大多数手工布料质地较为粗糙，使用价值与附加价值皆不高。现代纺织技术的提高为葛藤纤

14、维的再利用提供了先决条件，葛藤纤维具有良好的吸湿散湿与透气的功能，葛藤纤维的强度比棉纤维高；伸长率小，约只有棉纤维的一半，比棉纤维脆，将其与棉、毛、丝或化纤混纺，可提高其的柔软度，将多种纤维结合起来，利用这种混纺纤维制作衣物，使其具有多种特点与优势。宋欧阳修曾作诗云：“君闲可能为我作，莫辞自书藤纸滑。”说的就是藤纸。葛藤纤维柔韧，其中水分含量适中，纤维长度是一般树种纤维的数倍。用起来制作藤纸，制浆得率较高，纤维强度较高且柔软，其紧度，脆性及不透明度等综合指标良好，可以说是优质的造纸原料。（图7、图8）（2）葛藤茎秆的利用葛藤的茎秆是一种适宜采用编织工艺的优等材料，葛藤含水量适中，富有弹性，经过

15、干燥处理后，富有韧性，缠扎性能较好，是用于制作藤编家具的优质材料。葛藤柔韧耐压耐磨，可以被编织成座椅、沙发、坐垫、杯垫等家具家居用品。利用葛藤的茎秆编织家具有很多好处，首先其是真真正正的绿色材料，无污染；其次材料获取成本低，西南地区漫山遍野长满野生葛藤，且其生长速度快，用其制作的产品价格一定不会过高，宜被大部分人接受；葛藤取材自然，给人-种亲近之感，利用材料特点与现代先进工艺结合，采用不同的编织手法，能够创造出或现代或传统等多种风格的家具产品。（图9）4.2以葛藤为绿色材料的开发设计设计是一种创造性的活动，与艺术不同它更侧重于将成果应用于生活实践之中。设计是如何能合理的运用发明创造的原理，将原

16、始的材料通过科学的途径创造性的重新利用。使绿色产品的功能更加合理，操作更加环保，更加符合现代人的审美，符合时代的价值观，促使产品不断更新向前发展。在工业设计中，对于葛藤的运用主要体现在家居用品的设计上，以葛藤纤维和根茎作为主要原材料进行加工设计。葛藤纤维柔韧，将其与天然的动植物胶质混合制坯上漆，可制成具有较强装饰性的家用饰品，不仅具有实用性，也是一种装饰艺术品。具有观赏价值的同时由于其制作人的手工技艺还赋予其艺术价值。将葛藤与漆器制作结合起来是关于葛藤制作绿色可降解材料的第一步，研究成功之后，这种绿色材料可应用于工业制造业，成为工业产品的基础材料，为生产绿色产品提供基本原料。葛藤的再利用不仅变

17、废为宝，更是拓宽了环保家居用品的市场，用葛藤制作的家居用品，朴素自然，给人以返璞归真之感。四川美术学院以葛藤纤维制成的葛布（夏布）为原材料设计制作出一套家居用品。该设计以葛布为胎，以大漆髹涂，利用手工制作葛布质地较为生硬，更好塑性的特点制作成器皿，既有作为器物使用所需要的硬度，又有其本身作为布料的一种所给我们带来的柔软视觉感受，刚柔并济，相得益彰。利用葛藤茎秆易编织的特性，可以将其开发成系列产品。在材料的综合利用上，将葛藤与其他新材料相结合，利用新材料、新技术、新工艺，或者把这些材料重新组合再利用，使其适用于不同的环境，对象。葛藤本身是一种优质编织材料，与其他材料结合，利用铁，木等材料作为框架

18、，表面再以葛藤根茎包缠编织。葛藤编织家具是完全符合环保家具保护、开发和利用自然材料，生产没有污染的家具这一标准的。葛藤作为一种绿色植物，由于其的繁衍速度让周边生态受到了巨大的威胁，一方面为了抑制其疯长造成更大的生态危害，另一方面也为了寻找发展新型的可降解绿色材料，都使得对其的研究显得更加有价值和意义。在以木材为首的自然资越来越匮乏的今天，葛藤的开发利用解决了燃眉之急，不仅可以减少对自然资的过度消耗，还为环保家居用品注入了新的活力。通过我们对葛藤的特性和作用的研究，利用自身的设计优势，整合利用各方先进的生产知识和技术，提高产品的审美情趣，最终将这些研究成果转化为产品，使其实现更大价值的同时也解决了一个迫在眉睫的生态问题。5结论葛藤虽然在部分地区由于疏于管理等因素，破坏了周边的生态平衡，但只要我们有正确的利用途径，就可以变“害”为“宝”。要解决这一问题，除了对其进行积极的治理控制外，如何有效