Gebäude aus Wolle und Pilzen? Treffen Sie die Textilexpertin Felecia Davis, die es möglich macht.

Stellen Sie sich vor, Sie stehen in einem Pavillon im Freien, dessen Design einem überdachten Picknickplatz in einem örtlichen Park oder einem Amphitheater ähnelt, nur dass diese Struktur anstelle von Stützpfeilern aus Beton, Holz oder Stein durch scheinbare Stützen gestützt wird Pfosten aus gehäkelter Wolle sein. Über Ihnen erstreckt sich ein riesiges, wellenförmiges Dach aus demselben gestrickten Material. Pilze bedecken diesen Wollrahmen und bilden die Wände und die Decke, ähnlich wie Putz den Holzrahmen einer Wand bedeckt.

Dies ist die Prämisse eines experimentellen Materials namens MycoKnit. „Wir versuchen, ein Gebäude zu schaffen, das ausschließlich aus Fasern besteht“, sagt die Designerin Felecia Davis, außerordentliche Professorin für Architektur und leitende Forscherin am Stuckeman Center for Design Computing an der Pennsylvania State University. Sie ist Teil eines interdisziplinären Teams, das testet, wie gestrickte Materialien wie Wollgarn als Rahmen für ein Gebäude fungieren könnten, während sich eine Mischung aus Stroh und Myzelpilz in dieses gestrickte Gewebe einbettet, um den Rest zu schaffen. Myzel besteht aus einzelnen Fasern, sogenannten Hyphen, die in der Natur riesige und komplexe Netzwerke durch den Boden bilden und so Dinge wie Pilze hervorbringen. Das Erstaunliche ist, sagt mir Davis, dass etwas so Grundlegendes wie Fasern sowohl zur Struktur (dem Wollgarn) als auch zur Füllung (dem Pilz) werden kann.

Davis und ihre Partner machen sich die schnell wachsende Kraft des Myzels zunutze, indem sie die Umweltbedingungen im Labor regulieren, um die Ausbreitung des Pilzes auf ihrem gestrickten Gebäude zu fördern. Mithilfe eines Computeralgorithmus, der von einem Doktoranden von Davis entwickelt wurde, kann das Team die Struktur virtuell Stich für Stich zusammensetzen und untersuchen, um ihre Form vorherzusagen, bevor sie sie aufbaut und den Pilz darüber vermehren lässt.

DIE SCHÖPFER-FRAGE

„Die Idee, dass zukünftige Baumaterialien ‚angebaut‘ statt hergestellt werden könnten, ist faszinierend“, sagte der Architekt Scott Duncan im Jahr 2021, als er MycoKnit einen Forschungspreis des Stiftungszweigs von SOM verlieh, dem Unternehmen, bei dem er Designpartner ist. Er stellte fest, dass ein formbares, leichtes Material wie MycoKnit das Potenzial hat, die Form von Gebäuden selbst zu verändern.

Es sind Projekte wie dieses, die Davis zu einem Star im computergestützten Textildesign gemacht haben, einem Teilbereich der Architektur- und Designbranche, der Technologien – Prozessoren, Sensoren, Aktoren, Cloud Computing und Netzwerke – nutzt, um neue Möglichkeiten für weiche Materialien zu entwickeln. Davis arbeitet derzeit mit ihren Schülern daran, einen 12 x 12 x 12 Fuß großen MycoKnit-Prototyp zu erstellen, der an einem Ort hergestellt und gezüchtet und dann wie ein Ikea-Bausatz vor Ort zum Bau mitgenommen werden kann. Sie stellt sich eine Zukunft vor, in der biofabrizierte Materialien weniger nachhaltige Baumaterialien ersetzen, von denen viele auf Mülldeponien landen.

Davis ist ein dreifacher Bedrohungsdesigner: Er ist sowohl als Architekt als auch als Ingenieur ausgebildet und hat eine Vorliebe für Technologie. In ihrem Labor in Penn State und über ihre Firma Felecia Davis Studio mischt sie altbewährte Handwerkstechniken und einfache Materialien mit High-Tech – so dass Kleidung den Träger beispielsweise vor übermäßigem Kohlenmonoxid in der Luft warnen oder ein Signal geben kann wenn ein Säugling im Bettchen aufhört zu atmen. Davis arbeitet mit Textilien, sagt sie, weil „man sie im Nano- und Mikromaßstab mit winzigen Partikeln angehen kann, die man spinnen kann, um einen Faden oder ein Garn herzustellen, oder man kann sie im riesigen Maßstab betrachten. Ein Gebäude.“ Eine Stadt."

Im September wurde Davis vom Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum für ihr Portfolio an Projekten zur Gewinnerin des National Design Award 2022 ernannt. „Wir würdigen nicht nur die Arbeit, die Menschen wie Felecia in der Vergangenheit geleistet haben“, sagt mir einer der Juroren, der Industriedesigner Raja Schaar. „Wir sind auch daran interessiert, wie die Arbeit, die sie geleistet haben und weiterhin leisten, ihr Fachgebiet inspirieren und vorantreiben wird.“ Was Davis in ihrem Labor und Studio träumt, ist laut Schaar „die Zukunft des Designs“.

Davis hat es schon immer geliebt, mit Objekten und Materialien zu experimentieren. Als ältestes von drei Geschwistern war ihre erste Mitarbeiterin ihre Schwester Audrey (heute Neonatologin). Als Kinder in den 60er und 70er Jahren erkundeten sie die Ausläufer von Altadena, Kalifornien, in der Nähe ihres Zuhauses und sammelten frische Lorbeerblätter und andere Naturmaterialien für Projekte. Mit ihren Freunden bastelten sie Puppen aus Pappmaché auf Mehlbasis und schnitzten Äpfel für die Köpfe. „Einige Dinge funktionierten, andere bildeten Schimmel und waren schrecklich und mussten weggeworfen werden“, sagte Davis in einem Video für die PBS-Serie „Women in Science Profiles“. Sie erzählt mir, dass die Freude im Entstehen liege, obwohl „wir im Grunde die optimalen Bedingungen für das Pilzwachstum geschaffen haben.“

Davis‘ Mutter arbeitete ehrenamtlich im Pasadena Art Museum und führte ihre Kinder in die abstrakte Kunst und den Modernismus ein; Sie war außerdem Dozentin am Gamble House in Pasadena, einem der am besten erhaltenen Beispiele für Arts-and-Crafts-Design im Land. Davis verdankt dieses Haus zum Teil ihrem frühen Wunsch, sich der Architektur zu widmen. „Wir machten unsere Hausaufgaben auf dem Dachboden, während sie ihre Führungen gab“, sagt Davis. „Dieses Haus war überwältigend.“

An einem Oktobertag vor kurzem sei das SoftLab an der Penn State „chaotisch“, sagt Davis, aber dieses Chaos sei eine Notwendigkeit des Stücks, das zu kreativen Erkenntnissen führe. Stoffproben wurden gespannt und an eine Pinnwand geheftet, sodass sie neben dünnen Stromleitungen und Skizzen eines Netzwerkdesigns Platz finden. Es gibt durchsichtige Kästen, die mit kupferbeschichtetem Garn und mit Edelstahl gedrehten Stoffen gefüllt sind, die Strom leiten können. Davis ist hinsichtlich ihrer Beschaffung erfrischend agnostisch und verwendet eine Kombination bestehender Handwerkstechniken und Materialien – von Wolle bis Menschenhaar – in Kombination mit der neuesten Software und Hardware, wie dem LilyPad Arduino, einem Mikrocontroller, der für die Arbeit mit E-Textilien entwickelt wurde.

Eine schwarze Leggings erstreckt sich über die untere Hälfte einer Schneiderpuppe. Aus der Ferne ähneln sie etwas, das ein Rockstar tragen könnte, verziert mit Linien aus Metallfäden, aber bei näherer Betrachtung handelt es sich bei diesen Akzenten um elektrische Fäden und Prozessoren. Die Leggings sind das Ergebnis einer Zusammenarbeit mit dem Penn State-Ingenieur Conrad Tucker, der eine Möglichkeit schaffen wollte, Menschen mit Parkinson-Krankheit auf subtile Veränderungen in ihrem Gang aufmerksam zu machen, die das Auftreten schwächenderer Symptome ankündigen können. „Am Ende hatten wir einen Algorithmus, der erkennen konnte, wie sich Menschen bewegten“, sagt Davis, „und wir erfuhren, dass wir einen Algorithmus haben könnten, der über unsere Sensoren in der Kleidung funktioniert.“

Die Leggings waren ursprünglich ein Experiment zum Sammeln von Informationen, aber „wir haben dieses Projekt jetzt wieder aufgenommen, da wir ein Garn haben, das waschbar ist“, sagt sie. „Wir glauben, dass wir eine einfachere Version unserer Leggings herstellen können.“ Davis sieht das Potenzial für andere „intelligente“ Kleidung wie ein Krankenhaushemd, das Patienten von den Kabeln an Maschinen befreit und ihnen ermöglicht, sich frei zu bewegen oder im Idealfall schneller nach Hause zu gehen, weil ihre Kleidung mit dem Internet verbunden wäre um kritische Daten an Ärzte weiterzugeben.

Während Davis ihren Master in Architektur an der Princeton University machte, „bemerkte sie, wie wenig Menschen über die emotionale Erfahrung von Menschen in einem Raum sprechen“. Und doch ist unsere vom Menschen geschaffene Umwelt – alles, was von uns und nicht von der Natur geschaffen wurde – entscheidend dafür, wie wir uns fühlen. „Sie stehen ständig in grundlegender Reaktion mit Ihrer Umgebung“, sagt Davis. „Man verzahnt sich damit, deshalb ist es so wichtig, beim Design über menschliche Emotionen nachzudenken.“ Aus dieser Sicht ist die Ästhetik dessen, was wir entwerfen, mehr als ein Accessoire, sondern ein grundlegendes Bedürfnis zur Unterstützung der emotionalen Gesundheit des Menschen. „Wir als Designer können uns der Rolle, die Emotionen im Design spielen, bewusster werden und wissen, was durch das Sehen und Berühren von Objekten in unserer Umgebung kommuniziert wird“, sagt Davis. „Die Objekte, die wir sehen und berühren, prägen Erfahrungen in unserem Gehirn.“

Als Menschen neigen wir dazu, den Materialien in unserem Leben eine emotionale Resonanz zu verleihen – die Kuscheldecke eines Kindes oder der Lieblingspullover – und Davis hat sich gefragt, ob wir auch den Materialien selbst emotionale Feedback-Fähigkeiten verleihen könnten. Im Jahr 2012 arbeitete sie mit zwei anderen Designern zusammen, um im Microsoft Research Lab in Redmond, Kalifornien, ein Projekt namens „Textile Mirror“ zu entwickeln und zu installieren. Auf der Rückseite einer Stoffplatte befanden sich Nitinol-Drähte aus einer formverändernden Nickel-Titan-Legierung. wurden aktiviert, nachdem eine Person Informationen über ihren Geisteszustand in ein Mobiltelefon eingegeben hatte. Das Panel passte sich an, schrumpfte und knitterte, um beispielsweise Schmerz oder Traurigkeit widerzuspiegeln, und löste sich dann. Da sich das Textil „entspannte“, half es auch denjenigen, die sich in einem aufgeregten Zustand befanden, sich zu entspannen. Textilien, die Emotionen widerspiegeln, haben das Potenzial, Architekten, Bauherren und Bewohner auf die Wirkung bestimmter Design- und Materialentscheidungen aufmerksam zu machen. Wir können beginnen, emotional reaktive Behausungen und Objekte zu schaffen, wie Davis sie nennt.

Dies führte 2016 zu einem Forschungsprojekt mit dem Titel FELT, oder Feeling Emotion Linked by Touch, das ein computergestütztes Textilpanel umfasste, das in der Lage ist, seine Form selbstständig zu ändern. Davis war daran interessiert zu verstehen, wie sich die Emotionen von Menschen verändern könnten, wenn sie ein formveränderndes Material sehen und dann fühlen. Ihre Studie ergab, dass ein Computertextil ein effektiver nonverbaler Kommunikator sein kann, wobei die Teilnehmer aufgrund der Interaktionen mit dem Panel eine Vielzahl neuer Gefühle bemerken. Wie Davis in dem Buch „Textiles for Advanced Applications“ von 2017 schrieb, könnte ein Textil, das sich bewegen oder seine Form ändern kann, „auf einem Roboter als Roboterhaut verwendet werden, beispielsweise für Menschen, die von einer gewissen Kommunikation durch Sehen und Berühren profitieren könnten.“ " Forschungen wie ihre tragen dazu bei, eine entstehende Emotionsarchitektur voranzutreiben, die den Einfluss ästhetischer Erfahrungen auf unser Wohlbefinden in den Vordergrund stellt.

Als jemand, der an die wissenschaftliche Methode zur Darstellung von Daten und Ergebnissen glaubt, ist sich Davis bewusst, dass die Arbeit mit Emotionen schwierig ist. Es ist nahezu unmöglich, wissenschaftlich genau zu bestimmen, was Menschen zu einem bestimmten Zeitpunkt fühlen. „Das ist ein bisschen am Rande dessen, was die Berechnung tatsächlich sagen kann“, sagt sie. „Wir können die Gedanken der Menschen nicht lesen, und dennoch funktionieren wir als Spezies, weil wir Emotionen intuitiv lesen können.“

Was Schaar an den Kreationen von Davis besonders überzeugt, ist, dass sie ästhetisch beeindruckend und funktional sind. „Felecias Arbeit basiert auf diesem architektonischen Standpunkt, aber wenn man sich ihr Portfolio ansieht, könnte man denken, dass sie von einem Textildesigner, einem Modedesigner, einem Industriedesigner oder einem Bildhauer stammt“, sagt Schaar. Ihre Arbeit „ist nicht nur in einem Labor eingeschlossen“, fährt Schaar fort. „Sie möchte zugänglichere, gesündere und integrativere Technologien schaffen, die auch für alle verfügbar sind.“

Elizabeth Evitts Dickinson ist Schriftstellerin in Baltimore.