纳米艺术：微境之美

　　看到旁边的图片，千万别以为是哪个抽象主义艺术家的后现代之作。完成这些的，全是正儿八经的科学家。

　　这些“艺术画”是不能用肉眼“看到”的，只能借助特殊的手段“捕捉”，因为它们实在太小了，是用“纳米”作为计量单位的。

　　1纳米，仅相当于10个氢原子排列的长度。如果将一个典型纳米颗粒放在足球上，就好比将一个足球放在地球上。

　　如此微境之下的艺术，不能不令人叹为观止。

　　“这是一种使用纳米科技手段或方法，创作纳米尺度作品的艺术形式。”同济大学教授沈海军如此形容它。

　　这些精美绝伦的“艺术画”，多数是在制造纳米材料或纳米结构时意外获得的。而创作它的艺术家，正是纳米材料学家、纳米化学家或纳米物理学家。

　　2007年9月，国际顶尖杂志《自然》上刊登了两位化学家Alessandro Scali和Robin Goode的艺术作品——《看不见的大陆》。这张非洲地图与普通地图完全不同：它的实际尺寸实在太“微不足道”了。

　　这是纳米艺术首次被介绍给公众。

　　原来，在物理化学实验中，原子和分子体系总是趋于能量最小化。它们之间的相互作用，最终会让其“栖息”在一个能量较低的位置，从而“生长”出一定的结构来。

　　当然刻意为之者也绝不在少数。

　　美国密歇根州大学教授约翰·哈特就是其中一个。他先将画家费尔雷绘制的奥巴马素描头像缩小，打印在一块玻璃板上，再投影到一张硅薄片上。之后，他在这张硅薄片的图像上人为布置了催化剂，采用高温催化化学反应来生成碳纳米管，并使用电子显微镜对硅薄片拍照。

　　“他最终得到了这张仅有0.5毫米的‘纳米奥巴马’。”沈海军介绍。

　　要想得到这些令人叫绝的超微艺术作品，没有一定的金刚钻可不行，得科学、艺术两手都得硬。

　　例如科学家常常利用分子/原子自组装技术来“创作”。它是指分子、原子等基本结构单元，在非共价键的相互作用下，自发形成有序结构的一种技术。通过这种“生长”自组装，往往能得到规律性的艺术图案。

　　另外一种生长也很有趣，称为气相沉积法。

　　纳米艺术家将一种或几种气态原料装到一个密闭室内，让它们之间发生化学反应，或者不反应直接冷却沉积，最终在基体表面形成一种新纳米材料与结构，或许能生出艺术图案来。

　　除了生长，科学家还能用高能粒子束技术“雕刻”出纳米艺术作品。这种光刻技术，能使“艺术家们”在半导体材料表面“雕刻”出纳米尺度的复杂图案。德国科学家就曾用这种技术制作了一个精美的“纳米维纳斯像”。

　　“该纳米维纳斯约为三倍红血球大小，高30微米左右，腰围40微米。”沈海军说。

　　更令人难以置信的是，纳米艺术家们利用扫描探针显微镜，搬动一个个原子、分子，并拼成各种各样的图形。来自IBM公司的Eigler博士就曾用这项技术搬动35了个氙原子，绘制成“IBM”字样。

　　当然，这些设备不是每个人都有机会“亲密接触”，于是，科学家们又想出了其他办法。

　　他们利用计算机辅助技术开发出在虚拟环境下构建、设计和模拟分子器件的软件。

　　沈海军曾小试牛刀，用纳米器件设计软件NanoExplorer制造出了可以发射C60球状分子“子弹”的“纳米枪”。

　　原来，我们要想直接“看”到纳米艺术品不太现实。受光学显微镜可见光波长与分辨率的限制，人们只能看到微米级别的尺度。要想一睹纳米艺术品的风采，只能借助电子显微镜和扫描探针显微镜来实现。

　　纳米艺术家们用这两种显微镜对纳米艺术品成像后，将处理后的图像装在相框里，才可能被普通观众所欣赏。

　　纳米艺术品对于我们意味着什么？

　　沈海军有独到的看法：“纳米艺术‘有没有’用，关键要看如何‘用’。这种艺术形式既让人们了解了科学，也带来了心灵上的震撼。”

　　2010年11月，苏州迎来了美国、德国、英国等国诸多知名科学家、艺术家以及设计师。在这场国际纳米艺术展上，100余幅科研图片、20余件套特邀艺术家创作的艺术作品、25件套科普艺术作品免费向公众展出。