Widok wystawy Life Object. Merging Biology & Architecture w Pawilonie Izraelskim na 15. Biennale Architektury w Wenecji, Fot. F. Galli, La Biennale di Venezia 2016

Organiczność

4 [55] 2016

15 | 04 | 2017

Słownik biologiczno-architektoniczny (II)

WŁÓKNA

Włókna to zorganizowane molekularne agregaty ułożone w określonym kierunku. Organiczne składniki strukturalnych tkanek biologicznych tworzących wszystko: od roślin aż po skorupiaki i ludzi, są białkowymi łańcuchami, które w hierarchiczny sposób budują kilka rodzajów włókien. Polipeptydy, takie jak kolagen, można odnaleźć w kościach, zębach, ścięgnach i organach wewnętrznych, podczas gdy keratyna znajduje się w paznokciach, piórach i szponach; polisacharydy, na przykład celuloza, znajdują się w roślinach, chityna zaś – głównie u owadów i skorupiaków. Wewnętrzna struktura włókien i ich orientacja w ramach całości, którą tworzą, ma wpływ na działanie struktury oraz jej właściwości, wytrzymałość czy sztywność.

Kolagen jest jednym z głównych składników licznych zwierzęcych (w tym ludzkich) tkanek; jest podstawowym budulcem elastycznych i sztywnych ciał. Jego struktura molekularna jest oparta na prawoskrętnej spirali złożonej z trzech nici, z których każda składa się z aminokwasów w lewoskrętnej spirali. Włóknotwórcze molekuły kolagenu tworzą mikrofibryle budujące włókna. Wewnętrzne pomarszczenie na różnych poziomach włókien zapewnia ścięgnom i wiązadłom ich właściwości mechaniczne – elastyczność i odporność na napięcia.

Celuloza jest najbardziej rozpowszechnionym polimerem na ziemi i stanowi budulec ścian komórkowych roślin. Wysoka anizotropia, właściwość polegająca na zależności od kierunku, jest główną cechą drewna. Włókienna organizacja równoległa do pnia w połączeniu z komórkową budową materiału nadają całej strukturze wysoką odporność na siły rozciągania i ściskania oraz wytrzymałość na złamania.

Na początku był węzeł. Włókna tworzą wiązki, liny, a na końcu tkaniny. Węzeł oraz struktura tkaniny są – dla Gottfrieda Sempera – historycznymi i konceptualnymi źródłami architektury. Jeśli podążyć za jego podejściem do zrozumienia materiałów jako form działania, włókna we współczesnej praktyce architektonicznej widać najlepiej w wypadku stalowych kabli – cienkich elementów skierowanych zwykle w jednym kierunku, które działają zgodnie z napięciem. Kable te przypominają wewnętrzną spiralną strukturę kolagenu, a różnią się tylko tym, że są wykonane z materiału nieorganicznego i mają relatywnie wysoką gęstość. Jeszcze bliższe pokrewieństwo względem naturalnych włókiennych konstrukcji można dostrzec we włóknach węglowych, z których stworzone zostały przestronne struktury o włókiennej tektonice13, czy na przykład w pawilonach badawczych ICD-­Stuttgart, w których włókna zostały umieszczone w przestrzeni za pomocą robotycznego ramienia i utrwalone za pomocą polimerów.

Prawdopodobnie najważniejszą zaletą włókien jest ich naturalna zdolność do tworzenia hierarchicznych konstrukcji, budowania nowej całości o zróżnicowanych właściwościach. Źródła rzemiosła leżą w tworzeniu tkanin poprzez mechaniczne splatanie włókien w przestrzeni: tkanie, zaplatanie, filcowanie itp. Zróżnicowanie zastosowań włókien w architekturze obejmuje wykorzystywanie ich zarówno jako elementów konstrukcyjnych, jak i dekorację wnętrz; mogą być wykorzystywane jako pojedynczy materiał lub kompozyt ze względu na ich zdolność do samoorganizacji.


[13.] Zob. A. Menges, J. Knippers, Fibrous Tectonics, „Architectural Design” 2015, vol. 85, no. 5, s. 40–47, DOI: 10.1002/ad.1952.