MOISTURE-HARVESTING LIZARD SKINS AS AN INSPIRATON FOR PERFORMATIVE BUILDING ENVELOPES IN ARID CLIMATES

Authors

ALY IBRAHIM, Faculty of Fine Arts, Alexandria University, EgyptFollow
WALID OMAR, Faculty of Fine Arts, Alexandria University, EgyptFollow
SHERIF EBRAHIM, Faculty of Fine Arts, Alexandria University, EgyptFollow
SHERIF ABDELMOHSEN, Department of Architecture, American University in Cairo (AUC), EgyptFollow

Abstract

Research on shape-shifting adaptive architectural skins has recently focused on bio-inspired programmable materials. Only a few studies however examine the microstructure of living organisms, especially in terms of morphological adaptation in harsh climatic conditions. This paper explores the microstructure of moisture-harvesting lizard skins, specifically the Trapelus species of the Agamidae family in North-East Africa, as an inspiration for programmable materials in adaptive building skins in the arid climate of Egypt. The paper investigates the ability to improve the durability and morphological capabilities of programmable materials based on surface formation, utilizing digital fabrication techniques. A series of physical experiments were conducted on different samples of 3D printed wood filament under several humidity conditions, as a single layer, with textured patterns, and with the addition of potassium chloride as a moisture-harvesting chemical composite. The paper concluded that materials composed of textured patterns and moisture-harvesting chemical composites exhibited the highest moisture retention, therefore leading to advantages in its use in adaptive building skins in arid climates, through a wide variety of design possibilities for performative building envelopes.

Keywords

Programmable materials, adaptive building skins, hygroscopy, moisture harvesting lizard skins.

الملخص (Abstract in Arabic)

ركزت الأبحاث التى تتمحور حول أغلفة المبانى المتكيفة المتغيرة الشكل مؤخرًا على المواد القابلة للبرمجة المستوحاة من الطبيعة والكائنات الحية. ومع ذلك، فإن القليل من الدراسات فقط يعمل على دراسة البنية الدقيقة للكائنات الحية، خاصة من حيث التكيف المورفولوجي في الظروف المناخية القاسية. تستكشف هذه الورقة البنية الدقيقة لجلود السحالي التي تحصد الرطوبة ، وتحديداً أنواع "الترابيلوس" من عائلة "أجاميدا" في شمال شرق إفريقيا، كمصدر إلهام للمواد القابلة للبرمجة في جلود البناء التكيفية في المناخ الجاف المميز لبلد مثل مصر. تبحث الدراسة في القدرة على تحسين المتانة والقدرات المورفولوجية للمواد القابلة للبرمجة بناءً على تكوين السطح باستخدام تقنيات التصنيع الرقمي. تم إجراء سلسلة من التجارب الفيزيائية على عينات مختلفة من خيوط الخشب المطبوعة عن طريق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في ظروف رطوبة عديدة، متمثلة فى: الطبقة الواحدة، والأنماط المنسوجة، وتلك التى تنتج عن إضافة كلوريد البوتاسيوم كمركب كيميائي لحصاد الرطوبة. وخلصت الورقة البحثية إلى أن المواد المكونة من أنماط منسوجة ومركبات كيميائية لحصاد الرطوبة أظهرت أعلى احتباس للرطوبة، مما أدى إلى مزايا في استخدامها في جلود المباني المتكيفة في المناخات القاحلة، من خلال مجموعة متنوعة من إمكانيات التصميم لأغلفة البناء عالية الأداء.

الكلمات الدالة (Keywords in Arabic)

المواد القابلة للبرمجة، أغلفة البناء المتكيفة، الاسترطاب، جلود السحالى الحاصدة للرطوبة.

Disciplines

Architecture | Arts and Humanities | Education | Engineering

Recommended Citation

IBRAHIM, ALY; OMAR, WALID; EBRAHIM, SHERIF; and ABDELMOHSEN, SHERIF (2023) "MOISTURE-HARVESTING LIZARD SKINS AS AN INSPIRATON FOR PERFORMATIVE BUILDING ENVELOPES IN ARID CLIMATES," Architecture and Planning Journal (APJ): Vol. 28: Iss. 3, Article 34.
DOI: https://doi.org/10.54729/2789-8547.1229