Discussing bio-based material experiences with Elvin Karana

De wereld van het ontwerp heeft nieuwe materialen nodig die aansluiten bij de urgentie van duurzaamheid. Kwesties zoals klimaatverandering, plastic afval en schadelijke materialen vragen van ons om nieuwe wegen te verkennen en nieuwe methoden te ontwikkelen. Naar aanleiding van de tentoonstelling Nature: Collaboration in Design in Cube Design Museum en de Cooper Hewitt Design Triënnale, hebben we Elvin Karana uitgenodigd om haar perspectief te delen over de ontwikkeling van nieuwe ontwerpmethoden.

Elvin Karana is hoogleraar Bio-based Art and Design aan het Centre of Applied Research for Art, Design and Technology (CARADT) in Nederland, waar zij onderzoekers en professionals van Avans Hogeschool en Willem de Kooning Academie samenbrengt. Zij promoveerde in 2009 aan de Technische Universiteit Delft, waar zij momenteel universitair hoofddocent is aan de Faculteit Industrieel Ontwerpen, en leiding geeft aan de onderzoeksgroep Materials and Fabrication Design. In 2015 richtte zij de internationale onderzoeksgroep Materials Experience Lab op, die zij gezamenlijk leidt met Valentina Rognoli van het Politecnico di Milano.

Elvin Karana ontving ons bij de Faculteit Industrieel Ontwerpen in Delft, waar we spraken over haar visie op bio-ontwerp versus groeiend ontwerp, de kracht van materiaalgedreven ontwerp en de noodzaak om samen te werken met de natuur.

Elvins werk richt zich op materiaalgedreven ontwerp, waarbij materialen en materiaalkennis als uitgangspunt dienen in het ontwerpproces. In 2015 publiceerden Elvin en haar collega's de Material Driven Design-methode. “Je begint met een materiaal dat voorhanden is en verkent de ontwerpmogelijkheden ervan door technische en ervaringsgerichte (wat mensen denken, voelen en doen) kennis van materialen in het ontwerpproces te integreren.”

Opgeleid als zowel industrieel ontwerper als materiaalonderzoeker, combineert Elvin wetenschappelijke kennis met ontwerpdenken. “Het perspectief van wetenschap en techniek gaat vooral over het verbeteren van materiaalprestaties, met name in relatie tot duurzaamheid. Kunst en ontwerp kunnen een kritisch perspectief toevoegen aan het proces van materiaalontwikkeling, door belangrijke vragen te stellen. Wat is het doel van dit materiaal? Waarom is het nodig? Wat betekent het voor de samenleving? En wat betekent het voor andere niet-menselijke wezens en de ecologie in het algemeen?”

Er zijn geen eenvoudige antwoorden op deze vragen. “Echter, ik geloof echt dat je deze vragen alleen kunt beantwoorden door tijdens het materiaalgedreven ontwerpproces herhaaldelijk in en uit te zoomen op het materiaal,” legt Elvin uit. “Ontwerpers ontdekken verschillende mogelijkheden van materialen, die niet altijd voorzien of verwacht worden door de wetenschap.” Deze materiaalgedreven aanpak stimuleert de ontwikkeling van duurzame, biobased materialen en kan het succes van reeds bestaande materialen versnellen.

De benadering van materiaalgedreven ontwerp komt tot uiting in een recent project over mycelium, in samenwerking met Professor Han Wösten van de Universiteit Utrecht en ontwerper Maurizio Montalti. Afstudeerstudente Davine Blauwhoff ontwierp een wijnverpakking geïnspireerd op de ervaringskwaliteiten van het materiaal dat zij ontdekte tijdens gebruikersonderzoeken.

“Op mycelium gebaseerde materialen zijn eerder gebruikt voor verpakkingen. Maar ons idee werd geïnspireerd door ons onderzoek naar materiaalbeleving, waarbij we onderzochten hoe mensen omgaan met het materiaal. We ontdekten dat mensen de neiging hadden om het materiaal te breken, te plukken en te peuteren wanneer ze ermee omgingen. De monsters die we ontwikkelden hadden ruwe tactiele eigenschappen; je kon het substraatmateriaal, in dit geval natuurlijke vezels, zien en voelen. Het onregelmatige oppervlak van het materiaal had enkele gaten en scheuren, waar we letterlijk de vezels konden voelen en uittrekken.”

Normaal gesproken zou je proberen te voorkomen dat dit in het uiteindelijke ontwerp gebeurt, omdat het de zorgvuldig ontworpen uitstraling bederft. “We wilden deze performatieve kwaliteit echter als een kans benutten en een verpakking creëren die speciaal gemaakt is om aan te plukken en te peuteren om te functioneren. Je moet interactie hebben met en het materiaal beschadigen om het pakket te openen. Wij bieden een volledig nieuwe manier van interactie met het materiaal, die voortkomt uit de eigenschappen van het materiaal zelf.”

Elvin vertelt ook enthousiast over het werk van haar studenten die de cursus Materiaalgestuurd Ontwerpen volgden aan de Faculteit Industrieel Ontwerpen, TU Delft. “Studenten ontdekten dat aan het oppervlak van het op mycelium gebaseerde materiaal, wanneer de huid niet groeit, het materiaal poreus wordt. Als deze gaten in contact komen met water, verandert de kleur van het materiaal van crème naar een donkerbruin, bijna als verf. Door een manier te vinden om opzettelijk gaten op het materiaaloppervlak te creëren, ontwikkelden de studenten verschillende patronen die verschijnen wanneer ze worden blootgesteld aan water. Wanneer het droogt, keert het terug naar zijn oorspronkelijke kleur, wat ongeveer een dag duurt.”

De studenten creëerden een materiaaldemonstrator, die deze mogelijkheid van het materiaal laat zien, om andere ontwerpers te inspireren. “Eén mogelijk idee was om het materiaal te gebruiken als buitenmeubilair, dat bepaalde patronen vertoont wanneer het regent.”

Deze nieuwe ontwerppraktijk wordt vaak bio-ontwerp genoemd, een algemene term die alle vormen van ontwerp omvat die biologie betrekken. Bio-ontwerp is een breed vakgebied dat varieert van ontwerpfictie tot digitale biofabricage. Elvins werk valt onder ‘groeiontwerp’, waarbij ontwerpers samenwerken met biologische organismen, hun groei begeleiden en de omstandigheden creëren waarin een materiaal of product tot stand komt. De praktijk van groeiontwerp lijkt op ambacht, omdat het geworteld is in hands-on manipulatie en maken. Het is een vrij nieuwe ontwerppraktijk die ongekende kansen biedt, maar ook uitdagingen met zich meebrengt voor het domein van ontwerp.

“Biobased materialen gaan gepaard met de onvoorspelbaarheid van levende materialen, afhankelijkheid van vele omstandigheden en het organisme zelf, een niet-lineair groeiproces en een andere tijdelijkheid in vergelijking met op aardolie gebaseerde materialen. Je handelt in op het materiaal, maar je ziet niet meteen het resultaat. Dit vereist een zekere gevoeligheid voor de temporele kwaliteiten van het materiaal dat voorhanden is.” Als zodanig wordt het onderdeel van de ontwerppraktijk om tijd met het materiaal door te brengen en jezelf vertrouwd te maken met de eigenschappen ervan. “Het zijn levende organismen, ze hebben hun eigen agency en je kunt ze tot op zekere hoogte beheersen, maar er komt altijd een verrassing.”

Als je met organismen als materiaal werkt, is er dan nog een onderscheid tussen het natuurlijke en het onnatuurlijke, het geboren en het gemaakt? “Ik verwijs niet naar zo'n onderscheid, althans niet meer. Binnen productontwerp en ontwerptechniek is er een heel duidelijk onderscheid tussen materiaal, object, mens en niet-mens. Maar in mijn onderzoeksgroep verdwijnen deze grenzen. We zijn onlangs begonnen met het werken met algen en bacteriën, en ik vind het moeilijk om ze een materiaal te noemen. Ik zie het allemaal meer als een ecologie; we maken er allemaal deel van uit en dragen op verschillende manieren bij aan het systeem.”

Pratend over gedeelde systemen en ecologieën, moeten we het perspectief van mensgericht ontwerp verbreden. "Het is tijd om andere levende organismen de mogelijkheid te geven voor een gedeelde centrale rol in de ontwerppraktijk. Ik houd rekening met de behoeften van iedereen, en hoe ze daadwerkelijk van elkaar kunnen profiteren. In het Materials Experience Lab hopen we dit dubbele perspectief in het ontwerp van de volgende generatie bio-based materialen te brengen. Het is belangrijk om deze ecologie te overbruggen en de gezamenlijke doelen van mensen en micro-organismen in het ontwerpproces te implementeren.”

Biogarmentry van Roya Aghighi is een goed voorbeeld. Roya Aghighi is onlangs begonnen als ontwerper in residence bij Materials Experience Lab/TU Delft. “Zij heeft een biologisch afbreekbare, levende textiel ontwikkeld die in staat is tot fotosynthese. De levenscyclus van de levende textiel is direct afhankelijk van hoe er voor gezorgd wordt. Je moet deze textiel water geven, zoals een plant, om hem in leven te houden."

Het project daagt onze huidige relatie met kleding uit. "Het fungeert als een katalysator voor verandering in onze dagelijkse praktijk van kleding wassen. De relatie tussen het levende textiel en de mens staat centraal in ons onderzoek. Zou je samenleven met een levend textiel en zou je zoiets dragen? Dit zijn belangrijke vragen om te verkennen.”

Biogarmentry laat zien dat we onze relatie met de dingen om ons heen kunnen ontwerpen. Als zodanig gaat de kracht van ontwerp verder dan bewustzijn. “Uiteindelijk hoef je je er niet van bewust te zijn dat je je ervan bewust bent, omdat je het kunt voelen, zien en je er een voorstelling van kunt maken. Ontwerp stelt je in staat je voor te stellen wat deze materialen betekenen voor de toekomst.”

In de nabije toekomst zou materiaalgedreven ontwerp een noodzaak kunnen zijn in plaats van een keuze. “Onze bronnen zullen beperkt zijn, en we zullen het voorrecht verliezen om uit een scala aan materialen bij de hand te kiezen. De verandering gebeurt nu, vandaag. Ik ben erg optimistisch over wat ontwerp kan doen; wat het kan bieden voor duurzame ontwikkeling. Er gebeurt veel in het ontwerp als het gaat om innovatief gebruik van materialen en het vinden van nieuwe manieren om artefacten te maken. De Nature-tentoonstelling in Cube Design Museum en Cooper Hewitt laat dat zien.”