浅谈石墨烯在艺术设计领域的创新运用

陈银波 刘雅迪

摘  要：在提倡跨学科整合的时代背景下，艺术与科学的交叉整合成为必然趋势。在进行艺术创作时，跨学科开放思维成为越来越重要的一种思维方式。以石墨烯为例，这一化学材料具有独特的属性与特点，在艺术领域的运用存在多种可能性。

关键词：石墨烯;艺术设计;交互装置;交叉学科

目前艺术领域有多种方向，但现有的艺术展示形式多以纯粹的艺术偏多，结合其他专业领域的表达呈现较少。然而当代社会强调并提倡跨学科整合思维，学校的专业研究、公司团队都慢慢趋向于跨学科实践。这种交叉学科的思维与实践方式有着很明显的优点，值得艺术领域学习借鉴。

目前对化学材料与艺术相结合的研究较少，这是一个值得去深入挖掘的研究方向。不同的化学材料具有不同的特性，而这些特性若用艺术手法来表达，恰恰可以产生多种不同的效果。本文将结合学科大融合的背景，梳理艺术设计领域现存问题，引出艺术与科学结合趋势的必然性，并以石墨烯这一材料为基础，论述其在艺术领域创新运用的可能性，从而为艺术多元化呈现方式带来启发。

一、艺术设计领域存在的问题及学科交叉趋势

（一）艺术设计领域存在的问题

艺术设计主要分为公共艺术、环境艺术、视觉传达、产品设计等方向，尽管各方向研究侧重点有所不同，但其存在的某些问题却是相似的。例如：形式单一、发展缓慢、创新点不够、与科技结合度低、与其他学科结合度不高。这些问题都是亟待解决的现实问题。

（二）学科交叉趋势

在当代经济全球化、文化大融合的时代背景下，跨学科思维、学科交叉合作是大势所趋。艺术是纯粹的，但与其他学科领域结合的艺术将迸发出更加多样的火花。设计师不再是仅仅被要求完成表面的视觉层面设计工作，而需要对用户的体验进行更多的研究、对设计的性能进行考虑，这一切都不是只有艺术思维就可以解决的。擁有跨学科思维将会使得艺术设计有更多可能性，其维度也会更加宽广，最终呈现的会是可行性更强、大众接受度更高的作品。因此，跨学科思维是每个设计师都该具备的思维方式，交叉学科的行为模式也是必然趋势。

二、石墨烯在艺术设计领域运用的现状

（一）石墨烯的属性特点

单层石墨烯首次被发现是在2004年，英国曼彻斯特大学Geim教授和Novselov教授通过简单的胶带粘贴剥离得到的。这也是科学家们首次发现二维晶体的存在，并且测试出了它优异的导电性能。

石墨烯和大多数常见三维物质的特性有些不同，它是一种半金属或者说是半导体，但却具备金属及导体所具备的导电性质，这也是其最突出的特点。此外，其导热性能也优于碳纳米管，这也使其有望成为未来最具前景的散热材料。在运用它之前，透彻了解它的本质是不可或缺的一步。

目前石墨烯这一材料主要运用于生物、化学、物理领域。如：抗癌治疗、抗菌物质、海水淡化、太阳能电池制作以及超级电容器。在艺术领域的运用较为稀少，已知的运用其特殊性能进行艺术创作的多为新媒体互动艺术领域。笔者将基于现有作品的分析，对其二者结合前景进行探究。

（二）石墨烯在艺术领域运用中的案例分析

目前国内外运用到石墨烯这一材料进行的艺术创作、设计主要带有互动性质。

第一类，石墨烯与互动装置（如图1）。该互动装置是将石墨烯绘画与投影相结合。乍一看是简单的画面，但当手指触摸到石墨烯部分时，预先制作好的投影画面便会出现，画面中会出现有趣的小动画。该方式互动性非常强，投影会呈现很好的视觉效果，同时其趣味性大大增加了作品与观者的互动性。

第二类，石墨烯与海报展示设计（如图2）。该作品是以海报的形式呈现的艺术作品，该作品的作者给了我们启发：带有互动性质的艺术作品不光局限于传统意义上的装置，还可以运用到平面设计中。让视觉传达设计更具趣味性，海报可以不再是传统意义上单纯的一张“纸”，它也可以成为与人互动的有趣的艺术作品，该作品中石墨烯绘制的线条与收音设备、扬声器结合，实时收集现场声音素材，并根据观者触摸的海报位置不同，释放出不同声音。

笔者的毕业设计《回音，回应》也是将石墨烯作为切入点而制作的互动装置作品，主要利用了石墨烯优异的导电性能。

整个互动装置的主要核心为：通过视觉上石墨烯线条的粗细起伏，来构建传达效果强弱的基础，电路连接光源及音响设备等，观者通过触碰起伏不同的石墨烯线条，来达到光效变化、声音强弱变化的效果，观者参与到作品中，作品将效果反馈给观者，便是所谓“回音”“回应”。

结合上述探究，可知石墨烯具有优异的导电性及导热性，其特殊的结构以及超强的稳定性也是其被称为“近乎完美的新型材料”的原因所在。由此可以对其未来的运用进行合理展望。

三、石墨烯在艺术领域的

创新运用前景探究及相关建议

（一）石墨烯与公共艺术

在艺术领域，目前主要是利用石墨烯导电性，连接电路来实现不同的展示效果。由此可知，石墨烯可以替换部分公共艺术作品中的电线，这样既解决了装置线路复杂易缠绕的问题，同时将艺术创作所受限制再次缩小。

石墨烯优异的导热性也值得被开发运用。目前公共艺术领域中的互动装置很少有关于触感的装置，而石墨烯恰好可以填补该空白。展览现场的温度、观者手掌温度及其他的不同的物质温度都可成为互动艺术展示的一个介质。充分运用石墨烯的导电性、导热性，这将大大拓宽公共艺术领域的操作范围。

（二）石墨烯与产品设计

石墨烯优异的导热性决定了其卓越的散热性能，目前常见的运用该特性的设计为手机的散热涂层。可以预想，其卓越的散热性能运用于汽车设计中，为发动机散热，将大大降低汽车因发动机过热而抛锚的情况，汽车安全系数得以提高。石墨烯可以作为超级电容器，在倡导环保的当今时代，新能源汽车必将在未来取代以传统燃料驱动的汽车。现有电动汽车储电性能并不算强，假若将石墨烯作为电容器为汽车储电，则其充一次电能运行的里程会有大幅度上升。由此可见，石墨烯与汽车设计结合在未来一定会擦出不一样的火花。

石墨烯特殊且稳定的结构，造就了其极高的过滤性能。目前市面上具有过滤效果的口罩基本都是运用静电吸附悬浮物的原理，而受呼吸潮湿水雾的影响，一般此类口罩的有效过滤时长为1小时。而假若将过滤方式替换为石墨烯过滤，由于其稳定的结构，其有效过滤时长可以长达200小时，对比而言，性能大大提高。由此可以预见，未来口罩、空气净化器、空调等物品的设计或许都将出现石墨烯的身影。

（三）推动石墨烯在藝术领域创新运用的举措

首先，学校应响应号召，大力提倡交叉学科整合，多组织需要多学科同学共同参与完成的活动、比赛等，从实践中感受交叉学科合作的优势。其次，由于石墨烯属于化学材料，对于没有理工科学习背景的艺术类学生来说，要想合理运用并不简单，所以，应在日常学习中，开设相关的材料分析类课程，让同学们对类似石墨烯这种具有特殊性能的材料有基本了解，并学以致用，将其与艺术设计合理结合。最后，作为学生本身，我们应开拓视野，改变思维模式，不应局限于艺术设计领域的思考探究，而是要努力求知，涉猎不同领域的知识，使设计成为真正跟随时代发展、以人为本的学科。

四、结语

通过本文论述，可以预见石墨烯作为一种拥有特殊性能的化学材料，不仅在理、化、生领域运用广泛，也可在艺术领域占据一定地位，成为实现多样化功能的媒介。艺术与科学并没有想象中遥远，当今社会方方面面均离不开艺术，也离不开科学。善于发现，并将有特殊性质的材料运用于艺术设计中，充分培养跨学科思维，将为艺术打开通往另一片天空的大门。

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作者简介：陈银波，南京林业大学艺术设计学院。

刘雅迪，硕士，南京林业大学讲师。研究方向：公共艺术、传媒艺术。