納米藝術：微境之美

　　看到旁邊的圖片，千萬別以為是哪個抽象主義藝術家的后現代之作。完成這些的，全是正兒八經的科學家。

　　這些“藝術畫”是不能用肉眼“看到”的，只能借助特殊的手段“捕捉”，因為它們實在太小了，是用“納米”作為計量單位的。

　　1納米，僅相當于10個氫原子排列的長度。如果將一個典型納米顆粒放在足球上，就好比將一個足球放在地球上。

　　如此微境之下的藝術，不能不令人嘆為觀止。

　　“這是一種使用納米科技手段或方法，創作納米尺度作品的藝術形式。”同濟大學教授沈海軍如此形容它。

　　這些精美絕倫的“藝術畫”，多數是在制造納米材料或納米結構時意外獲得的。而創作它的藝術家，正是納米材料學家、納米化學家或納米物理學家。

　　2007年9月，國際頂尖雜志《自然》上刊登了兩位化學家Alessandro Scali和Robin Goode的藝術作品——《看不見的大陸》。這張非洲地圖與普通地圖完全不同：它的實際尺寸實在太“微不足道”了。

　　這是納米藝術首次被介紹給公眾。

　　原來，在物理化學實驗中，原子和分子體系總是趨于能量最小化。它們之間的相互作用，最終會讓其“棲息”在一個能量較低的位置，從而“生長”出一定的結構來。

　　當然刻意為之者也絕不在少數。

　　美國密歇根州大學教授約翰·哈特就是其中一個。他先將畫家費爾雷繪制的奧巴馬素描頭像縮小，打印在一塊玻璃板上，再投影到一張硅薄片上。之后，他在這張硅薄片的圖像上人為布置了催化劑，采用高溫催化化學反應來生成碳納米管，并使用電子顯微鏡對硅薄片拍照。

　　“他最終得到了這張僅有0.5毫米的‘納米奧巴馬’。”沈海軍介紹。

　　要想得到這些令人叫絕的超微藝術作品，沒有一定的金剛鉆可不行，得科學、藝術兩手都得硬。

　　例如科學家常常利用分子/原子自組裝技術來“創作”。它是指分子、原子等基本結構單元，在非共價鍵的相互作用下，自發形成有序結構的一種技術。通過這種“生長”自組裝，往往能得到規律性的藝術圖案。

　　另外一種生長也很有趣，稱為氣相沉積法。

　　納米藝術家將一種或幾種氣態原料裝到一個密閉室內，讓它們之間發生化學反應，或者不反應直接冷卻沉積，最終在基體表面形成一種新納米材料與結構，或許能生出藝術圖案來。

　　除了生長，科學家還能用高能粒子束技術“雕刻”出納米藝術作品。這種光刻技術，能使“藝術家們”在半導體材料表面“雕刻”出納米尺度的復雜圖案。德國科學家就曾用這種技術制作了一個精美的“納米維納斯像”。

　　“該納米維納斯約為三倍紅血球大小，高30微米左右，腰圍40微米。”沈海軍說。

　　更令人難以置信的是，納米藝術家們利用掃描探針顯微鏡，搬動一個個原子、分子，并拼成各種各樣的圖形。來自IBM公司的Eigler博士就曾用這項技術搬動35了個氙原子，繪制成“IBM”字樣。

　　當然，這些設備不是每個人都有機會“親密接觸”，于是，科學家們又想出了其他辦法。

　　他們利用計算機輔助技術開發出在虛擬環境下構建、設計和模擬分子器件的軟件。

　　沈海軍曾小試牛刀，用納米器件設計軟件NanoExplorer制造出了可以發射C60球狀分子“子彈”的“納米槍”。

　　原來，我們要想直接“看”到納米藝術品不太現實。受光學顯微鏡可見光波長與分辨率的限制，人們只能看到微米級別的尺度。要想一睹納米藝術品的風采，只能借助電子顯微鏡和掃描探針顯微鏡來實現。

　　納米藝術家們用這兩種顯微鏡對納米藝術品成像后，將處理后的圖像裝在相框里，才可能被普通觀眾所欣賞。

　　納米藝術品對于我們意味著什么？

　　沈海軍有獨到的看法：“納米藝術‘有沒有’用，關鍵要看如何‘用’。這種藝術形式既讓人們了解了科學，也帶來了心靈上的震撼。”

　　2010年11月，蘇州迎來了美國、德國、英國等國諸多知名科學家、藝術家以及設計師。在這場國際納米藝術展上，100余幅科研圖片、20余件套特邀藝術家創作的藝術作品、25件套科普藝術作品免費向公眾展出。