微观世界究竟有怎样的奇观?6月24日开展的复旦大学第二届纳米艺术展给出了答案。现场展出的作品借助扫描、透射电子显微镜以及原子力显微镜等当代最为先进的科学仪器,将纳米的微观世界呈现在人们面前。
据介绍,复旦大学纳米艺术展是继2010年苏州国际纳米艺术展之后,目前国内第二个以纳米艺术为主题的展览,也是国内第一个在高校校园内进行的纳米艺术展览。本届展览现场展出了来自多所大学的40多幅优秀师生作品。
神秘介观世界得以展示
此次展出的数十幅照片来自中国和美国的多所高校。在自然界中,1纳米到1微米这个尺度空间蕴藏着一个极其丰富的神秘世界。“尺度大于1微米的空间就是我们常说的宏观世界,那里所发生的自然现象我们在初中物理就学过了。而尺度小于1纳米的空间,则是我们常说的微观世界,那里的物理现象在大学公共物理课上有所描述。”复旦大学信息学院教授、纳米技术专家陈宜方说,只有1纳米至1微米的尺度里所发生的自然现象,一直没有被科学家广泛地直接探究过。
虽然现在纳米技术已应用在个人电脑、数码相机、手机、卫星导航系统、因特网、通讯技术、医疗保健等领域,但直到上世纪80年代,科学家才发现1纳米到1微米这个介观世界里,微观量子物理和宏观经典物理是混和共存的。当空间结构尺寸接近1纳米,就会展现出强烈的量子物理特性,而当空间尺寸接近1微米尺度时,宏观的经典物理开始主宰这个系统。
陈宜方说,之所以拍那么多纳米照片,是因为从事科学研究大部分时间会和失败相伴,“失败很无趣,所以养成了每次做实验都要看看这个实验有什么有趣之处,结果意外被纳米艺术的魅力所吸引”。此次展示的一幅水滴图片,通过电子显微镜发现,在普通水滴的表面有一颗50多纳米的灰尘掉落上去,灰尘掉落时在水滴表面形成的冲击,好像月亮上陨石冲击出的环形山,灰尘甚至还像彗星一样有一条长长的“尾巴”。
纳米艺术成就一个产业
“纳米世界因为特殊的艺术之美,使得现在越来越多的科学家希望把纳米尺度的艺术之美展示在宏观尺度上,甚至因此而发展出了一些新产业。”陈宜方介绍。比如,不同尺度的纳米管对于光线不同折射的特性就已经被科学家用于材料表面形成结构色,取代化学色。目前,这一技术已经被应用在银行卡、身份证、纸币、名牌时装、名牌手表等的防伪技术中。
科学家还希望把这一技术用于历史古迹的修复中。过去,巴黎圣母院大窗户的彩色玻璃是涂了彩色玻璃涂料,必须定期修补才能不褪色。现在科学家希望可以在玻璃表面进行纳米建构,使它们反射出不同颜色的光,得到对玻璃的结构染色,这样上千年都不会变色。
据了解,目前我国已成为在纳米技术领域投入仅次于美国的国家,“希望通过这个展览,让更多的人了解并关注纳米技术。”陈宜方说。
本届展览将持续至7月8日。