Nowy wspaniały świat materiałów

But, który sam owija się wokół stopy. Opaska, która staje się telefonem. Kwiat zmieniający kształt i kolor po podlaniu. Liść herbaty, który otwiera się, gdy napój jest gotowy.

To tylko niektóre koncepcje i materiały wymyślone oraz testowane w zespole Tangible Media Group pod kierownictwem profesora Hiroshiego Ishiiego, działającym przy laboratorium Media Lab na Massachusetts Institute of Technology (MIT). Jednym z projektów będących w fazie opracowywania, jest tkanina bioLogic, reagujący na ciepło i wilgoć materiał wykonany na bazie bakterii. Odzież wykonana z tej tkaniny posiada specjalne "oddychające" pory, które otwierają się, gdy ubranej w nią osobie robi się gorąco i zaczyna się pocić. W skład zespołu zajmującego się tkaniną bioLogic, kierowanego przez Lining Yao, wchodzą: Wen Wang, Guanyun Wang, Helene Steiner, Chin-Yi Cheng, Jifei Ou, Oksana Anilionyte i Alana Solá.

Lining Yao od czterech lat przygotowuje doktorat na MIT, gdzie razem ze współpracownikami zajmuje się różnymi projektami koncepcyjnymi, stawiając sobie za cel wynalezienie materiałów przyszłości. Lining Yao udzieliła wywiadu Metalworking World na temat swojej pracy.

Dorastałaś w Chinach, w Mongolii Wewnętrznej. Jaki wpływ miało to doświadczenie na twoją pracę?

Pochodzę z miejsca, gdzie nie było komputerów ani telewizji. Miałam kontakt tylko z naturą. Lubiłam na przykład zbierać w lesie szyszki. Po deszczu otwierały się, ale zabrane do domu, po kilku dniach powoli zamykały swoje łuski. W ten sposób odkryłam, że łuski szyszek to inteligentny materiał. Mogą wielokrotnie zamykać się i otwierać – to transformacja odwracalna, stymulowana przez wilgoć w środowisku. Na bardzo podobnej zasadzie działa materiał bioLogic.

Nad jakimi materiałami obecnie pracujesz?

W ramach projektu bioLogic zajmowaliśmy się bakterią Bacillus Natto (wykorzystywaną w Japonii do przygotowywania popularnego dania natto ze sfermentowanej soi). Bakterie te, podobnie jak łuski szyszek, powiększają się lub kurczą w zależności od wilgotności otoczenia. Zaczęliśmy używać tych mikroskopijnych bakterii do różnych celów. Powstały na przykład kwiaty zmieniające kolor albo abażury o zmiennym kształcie, jednak najbardziej znaczącym zastosowanim tych bakterii okazała się odzież reagująca na pot.

W jakich innych projektach brałaś udział?

Przed projektem bioLogic pracowałam nad materiałami pneumatycznymi razem z Ryumą Niiyamą, Jifeiem Ou i moim mentorem, Hiroshim Ishiim. Najważniejszy był Pneumatic User Interface, w którym wykorzystaliśmy technologie miękkiej robotyki. Robiliśmy miękke, nadmuchiwane struktury o zmiennym kształcie, na przykład telefony, lampy i pokrowce na iPady. To bardzo widowiskowe wynalazki, więc zamiast opowiadać, proponuję obejrzeć kilka filmów dostępnych w Internecie (patrz filmy poniżej).

Opowiedz o swojej pracy nad butami.

Razem z kolegami Jifeiem Ou i Danielem Tauberem, we współpracy z firmą New Balance, opracowaliśmy buty o zmiennej sztywności. Wiedzieliśmy od ich projektantów, że przy projektowaniu butów należy rozpatrywać różne koncepcje. Na przykład but do chodzenia powinien być maksymalnie miękki, przy bieganiu potrzebne jest podparcie, a do wspinaczki czy trekkingu usztywniona powinna być jeszcze inna część buta. Pytanie brzmiało, w jaki sposób dynamicznie zmieniać sztywność poszczególnych części buta.

Czy dążycie do komercjalizacji któregoś ze swoich projektów?

Jesteśmy laboratorium badawczym, więc interesuje nas perspektywa długofalowa, a nie komercjalizacja. Mamy przy tym świadomość barier technicznych. Na przykład odzieży reagującej na pot nie daje się prać, dlatego zastanawiamy się nad zastosowaniami jednorazowymi, przykładowo na Olimpiadzie, gdzie koszulki byłyby wykorzystywane tylko przez kilka dni. Bardzo chcielibyśmy spopularyzować nasze rozwiązania, lecz dogłębne zbadanie możliwości rynkowych wykracza poza zakres naszych działań.

Od kilku lat pracujesz nad materiałami, które nazywasz reagującymi. Jak widzisz ich przyszłość?

Nie mam wątpliwości, że materiały reagujące będą odgrywały znaczącą rolę w przyszłości. Mówiąc "reagujące" mam na myśli materiały, które zaczynają się wykazywać własnymi zachowaniami i inteligencją, wyczuwać bodźce z otoczenia, reagować na ludzki dotyk, wchodzić w interakcje i odpowiadać zmianą kształtu, koloru, sztywności lub zmianą swoich właściwości optycznych, mechanicznych czy elektrycznych. Na przykład buty mogłyby wyczuwać, czy ich użytkownik idzie, jedzie na rowerze czy uprawia wspinaczkę i na bieżąco dostosowywać się do potrzeb, zapewniając odpowiednią sztywność do danej aktywności. Odzież mogłaby reagować na pocenie i automatycznie się rozpinać, a po obniżeniu temperatury ciała ponownie się zapinać, aby utrzymać ciepło.

W jaki sposób twoja praca jest powiązana z ideą zrównoważonego rozwoju?

Koncepcja materiałów reagujących zakłada tworzenie jednego przedmiotu do różnych celów. Jako projektantka przemysłowa uczyłam się wykorzystywania różnych materiałów do wytwarzania poszczególnych przedmiotów. Powiedzmy, że potrzebuję dwóch krzeseł. Przy szybkim śniadaniu nie chcę się zasiedzieć, więc potrzebuję niezbyt wygodnego krzesła. Za to wieczorem marzy mi się gładka, miękka kanapa. Materiały reagujące mają adaptować się do okoliczności, więc zamiast kupować pięć krzeseł na różne okazje, wystarczy jedno, które automatycznie będzie dostosowywać sztywność i kształt do danych potrzeb. Wprawdzie badania są jeszcze w fazie wstępnej, ale jeśli powstaną dostatecznie wytrzymałe materiały o korzystnych właściwościach, zmaleje liczba kupowanych przez nas przedmiotów.

Czy masz jakieś rady dla osób z branży materiałowej?

Pracuję w instytucji multidyscyplinarnej i przykładam ogromną wagę do interakcji pomiędzy różnymi dziedzinami nauki. Wielu naukowców uważa, że zadaniem projektanta jest tylko nadanie atrakcyjnej formy otrzymanemu od nich projektowi. Z kolei projektanci uważają, że są ogniwem łączącym zwykłych użytkowników z naukowcami. Według mnie, wynalazki rodzą się z poszanowania obszaru kompetencji zaangażowanych stron. Wyobraźnia naukowca i projektanta pracuje inaczej, co wynika z odmiennych metod rozumowania. Dlatego zachęcałabym do głęboko interdyscyplinarnej współpracy i większej odwagi w przekraczaniu granic.

Film

Obejrzyj film o projektach i materiałach Lining Yao.

Prezentacja dla Instytutu Aspen
Rozmowa w Muzeum MIT