Het begon eigenlijk op een Tupperware party. Elvin Karana studeerde design aan de Middle East Technical University (METU) in Ankara, toen ze op een avond met haar moeder meeging. “Ik was verbaasd wat ik meemaakte: ogenschijnlijk alledaagse plastic bakjes werden handig gepresenteerd als hoogwaardige objecten”, herinnert ze zich. “Natuurlijk droegen het ontwerp, de kwaliteit en de unieke methode om de bakjes te verzegelen - het zogenaamde 'boertje laten' – daar aanzienlijk aan bij. Het materiaal zelf was alleen nog steeds plastic, dat doorgaans wordt gezien als goedkoop en schadelijk voor het milieu. Dat deed bij mij de vraag rijzen hoe zulke plastic voorwerpen zo'n aantrekkingskracht kunnen uitoefenen.” Het inspireerde haar tot onderzoek naar materiaalbeleving: “Waarom wordt zijde als luxueus beschouwd, of metaal bijvoorbeeld als koud?” zegt Karana. Een onderwerp dat ze zou vervolgen tijdens haar promotie aan de TU Delft. 

Karana's proefschrift ‘Meanings of Materials’ gold als een fundamenteel werk over het concept dat materialen betekenissen overbrengen en hoe ontwerpers dit in hun ontwerpproces kunnen integreren. Haar werk werd vaak geciteerd in academische kringen, maar trok ook de aandacht van de industrie. Met name bedrijven die nieuwe materialen zoals bioplastics ontwikkelden, waren geïnteresseerd in het vroegtijdig integreren van gebruikerservaringen in hun strategie. Door met zulke bedrijven te werken, realiseerde Karana zich dat ze nauwer betrokken wilde zijn bij de ontwikkeling van nieuwe materialen. “Ik wilde degene zijn die de eigenschappen van een materiaal onderzoekt en tweakt, om zo de ontwerpmogelijkheden ervan te ontdekken. In mijn lab begonnen we met het praktijkgericht verkennen van materialen en fabricageprocessen, wat unieke resultaten opleverde via een methodologie die ik materiaal-gedreven ontwerpen heb genoemd”, zegt ze. 
“Materiaal-gedreven ontwerp begint bij de creatie van een nieuw materiaal. Vervolgens verdiepen we ons in de belevingswaarde van het materiaal, met inbegrip van de indrukken, emoties en gedrag die het oproept, in combinatie met de technische kenmerken. Op die manier ontsluiten we het potentieel van het materiaal en maken we verschillende objecten die de essentie ervan belichamen.” Dus in plaats van een traditioneel materiaal te vervangen door een biogebaseerd materiaal, worden hele nieuwe toepassingen verkend vanuit een 360˚ -perspectief. 
 

Biodesign-lab

Tegenwoordig werkt Karana aan levende materialen in het nieuwe Biodesign Lab dat eind 2022 werd geopend – een van de eerste laboratoria met een Biosafety Level 1 (BSL-1) aan een ontwerpfaculteit. Hier onderzoeken Karana en haar multidisciplinaire team het ontwerppotentieel van levende organismen. “Werken met materialen die kunnen voelen, zich aanpassen, groeien en evolueren is fascinerend. Hoewel duurzaamheid een belangrijke factor is, reikt mijn fascinatie verder dan de levenscycli van materialen. Ik ben ervan overtuigd dat biodesign de potentie heeft om de connectie tussen mens en natuur te verbeteren en om meer empathie en ecologisch bewustzijn in de samenleving te cultiveren”, zegt ze. “In ons onderzoek naar de maatschappelijke en ecologische aspecten van levende materialen speelt de temporele dimensie een belangrijke rol. We kijken hoe levende materialen over tijd veranderen en transformeren. Ook onderzoeken we hoe die verandering inzichtelijk kan worden gemaakt om aan te geven of het goed of slecht gaat met de organismen. Specifiek proberen we manieren te vinden om mensen te verleiden tot zorgzaam gedrag ten opzichte van entiteiten die zich niet laten categoriseren als huisdieren of planten, maar toch inherent levend zijn.”

“Wat als alledaagse voorwerpen gemaakt met levende materialen ons wezenlijk praktische ondersteuning zouden kunnen bieden, zoals verlichting of het zuiveren van lucht of water? Dat kan een unieke synergie teweeg brengen, waarbij onze zorg voor deze voorwerpen wederkerig wordt door wat ze voor ons doen”, vervolgt Karana. Als voorbeeld beschrijft ze nieuwe soorten verlichting die geen externe energiebron nodig hebben, omdat ze lichtgevende micro-organismen bevatten. Die organismen moeten dan wel gevoed worden. “Samenleven met dergelijke objecten kan onze sensitiviteit voor levende wezens vergroten; als we zien hoe ons gedrag erop van invloed is, kan dat een nieuwe, meer evenwichtige verhouding stimuleren. Deze ontwikkeling is essentieel, omdat we de manier waarop we met de natuur omgaan dringend moeten veranderen.” 

Acceptatie

Maar daar is wel wat voor nodig. “Het grote publiek ziet micro-organismen als iets negatiefs. In ons onderzoek merken we dat mensen vaak huiverig zijn om objecten aan te raken waarin levende organismen zijn verwerkt, ondanks dat we ze verzekeren dat het veilig is”, zegt Karana. Ze stelt dat het formaat misschien een rol speelt. “We kunnen individuele micro-organismen niet zien; we zien alleen het resultaat van wat ze doen. Misschien dat we ze daarom eerder in verband brengen met negatieve dingen, zoals schimmel op brood. Weinig mensen realiseren zich dat we juist iedere dag baat hebben bij micro-organismen. Denk aan het microbioom in ons lichaam, of de gist die wordt gebruikt bij het het brouwen van bier.”

Karana denkt dat we die mindset kunnen veranderen met behulp van positieve voorbeelden. Ze vertelt over de ontwikkeling van bioplastic doodskisten een jaar of wat geleden: “Hoe duurzaam het ook was, mensen beschouwden het nog steeds als een plastic doos en het concept kwam nooit echt van de grond”, zegt ze. “Het is essentieel om rekening te houden met de gebruikerservaring, maar dat gebeurt vaak pas op het laatst bij de ontwikkeling van nieuwe materialen.” Het is een van de dingen die ze met haar onderzoek hoopt te veranderen. In schril contrast met de bioplastic doodskist staat de Loop Living Cocoon. Deze succesvolle levende doodskist kwam in 2020 op de markt. Hij is gemaakt van mycelium, de wortelstructuur van schimmels. De ontwerper, Bob Hendrikx, begon tijdens zijn MSc-project in Karana's laboratorium met onderzoek naar materialen op basis van mycelium. “Het materiaal van de Loop Living Cocoon sluit naadloos aan bij de context van de toepassing. Het is in lijn met het narratief dat mensen in contact staan met de natuur: met behulp van natuurlijke schimmels kunnen onze overblijfselen straks als we dood zijn de bodem verrijken.”

De acceptatie van levende materialen is ook een belangrijke element in het Next Skins-project, dat een EIC Pathfinder Challenge-subsidie van vier miljoen euro heeft ontvangen. In het project, dat wordt geleid door professor Marie-Eve Aubin-Tam, werkt Karana, samen met collega's van het Imperial College in Londen en de Aalto Universiteit, aan de ontwikkeling van twee nieuwe levende materialen. Een daarvan is een therapeutische huid voor de behandeling van atopische dermatitis (eczeem). “Huidaandoeningen kunnen een aanzienlijke impact hebben op de patiënt, soms ook op psychologisch niveau, vooral als het chronisch is. Het concept van een levend materiaal dat op de huid van patiënten reageert, is behoorlijk intiem. Ik focus op hoe deze innovatieve behandeling door patiënten wordt ontvangen.” Karana gaat prototypes ontwikkelen om de potentiële gebruikerservaring van het nieuwe materiaal te kunnen bestuderen. “Op het gebied van opkomende materialen zijn we voortdurend op zoek naar nieuwe manieren om ons uit te drukken, vergelijkbaar met het ontdekken van een nieuwe taal. Deze onderzoeksartefacten dienen als hulpmiddelen waarmee we kunnen communiceren met zowel patiënten als medische experts en ontwerpers.”

In dit opzicht waardeert Karana ook haar samenwerking met biokunstenaars, die met hun kritische blik en prikkelende manier van vertellen kunnen bijdragen aan bewustwording en begrip. Momenteel begeleidt ze Risk Hazekamp, de eerste kandidaat die studeert voor een Professional Doctorate in Art and Design aan Avans Hogeschool, als onderdeel van een Nederlandse pilot. “Hun werk gaat over Unlearning Photography. Met behulp van cyanobacteriën die interageren met licht, probeert hen beelden te creëren die een moment vastleggen, maar na verloop van tijd verdwijnen.” In het werk van Hazekamp heeft de fotograaf niet langer controle over het beeld, maar creëert deze slechts de omstandigheden waarin het beeld kan ontstaan. “Hun benadering van de organismen die hen bestudeert is opmerkelijk empathisch. Hen denkt bijvoorbeeld na over de gevolgen van het onbeheerd achterlaten van deze organismen in de vakantie. Binnen mijn team bekijken we nu hoe we eenzelfde sensitiviteit kunnen cultiveren en integreren in ons onderzoek.”

“We moeten het concept van levende materialen holistisch benaderen”, benadrukt Karana. Ze denkt daarbij in het groot en stelt zich de ontwikkeling van een heel nieuw ecosysteem voor: “Het ultieme doel is regeneratieve ontwikkeling, een paradigma waarbij we het systeem als geheel transformeren in plaats van alleen de individuele componenten. Ik droom van een tien jaar durend onderzoeksproject waarin we biodesign grondig onderzoeken vanuit verschillende invalshoeken en op verschillende schalen – van enkelvoudige producten tot hele steden.” En zelfs al komt zo'n project er niet, er is al veel gebeurd sinds die Tupperware party jaren geleden. “Vorig jaar hebben we twee nieuwe vakken over biodesign gegeven, en bijna alle deelnemende studenten gaven aan dat ze er afstudeerprojecten in wilden doen”, zegt ze. “Hoewel levende materialen nog relatief nieuw zijn, heeft de biofabricage van alledaagse voorwerpen de afgelopen tien jaar een grote vlucht genomen – van textiel tot bouwmaterialen. Toen ik aan deze ontdekkingsreis begon, bevonden dat soort zaken zich nog stevig in het domein van de ontwerpfictie.”