你有没有想过，从科研技术人员的实验室里，也能走出令艺术界震撼的精美艺术品？
近30年来，微纳米技术的发展给传统艺术带来了巨大冲击。小型化、微型化已成为当代艺术作品的重要特征之一，人们希望借助于微纳米等高科技手段，用极少的原材料或代价生产出更为丰富、更为精美的艺术作品。于是乎，敏锐的艺术家们借助显微镜和先进的微纳技术，在微观尺度上尝试人物塑像、人物雕刻、人物绘画等创作。
早在中国清代，雅士张潮的《核舟记》就记载过早期微雕的雏形—在盈寸桃核舟上的乘客仅有米粒般大小，这种传统刻刀雕琢艺术品的手工技艺，也成为中国重要的非物质文化遗产之一。
而今，微纳米技术的发展，又给微雕艺术配备了更先进的武器。2007年，意大利纳米艺术家斯卡利（Scali）采用“光刻”技术制作的硅自由女神像雕塑，身高只有0.5毫米。微雕艺术如此吸引人，也许在未来，还能走出高阁，飞入寻常百姓家。那么，微纳米技术究竟是怎样在雕刻中运用的呢？用微纳米技术创造的艺术作品又有何不寻常？
极其艰难的手工微雕艺术
在现代手工微雕领域，最为杰出的代表应当数美籍华人金银华和英国著名的微雕艺术家维拉德·威根。他们的微画或微雕作品通常都是在光学显微镜下纯手工完成的。
金银华创作了《发丝上的美国总统》，为了能给在发丝表面完成的总统进行彩色绘制，也着实费了一番功夫。他专门用老鼠的胡须和鸡毛杆特制了一种“鼠须笔”，同时将中国国画的颜料精研成极其细微的微型画颜料;接着，在数百倍的光学显微镜下，他用“鼠须笔”在发丝表面涂抹，并绘制出了鲜活的美国总统形象。整个过程，包括作品的欣赏，都需要借助高倍的光学显微镜方能完成。《发丝上的美国总统》这部作品现在看来没有多大的技术含量，但是仅凭他只借助显微镜和刻刀完成这么复杂精巧的作品，已经是一件了不起的创作。
维拉德·威根创作的作品《针眼里的奥斯卡小金人》也有复杂的创作过程。他惯于使用极其微小的刻刀（微型手术刀）对金块（有时候是砂糖粒或沙粒）进行雕刻，刻刀的刃部尺寸大致为发丝粗细的1/7。创作时，雕刻者需要保持高度的注意力，甚至要呼吸均匀，抓住两次心跳的间隔时间来工作。因此，在微雕作品的创作过程中，任何一个环节哪怕有一丁点儿的失误，就有毁掉整个作品的可能。可见，传统的手工微雕或者微画创作，不仅要求艺术家有娴熟的技艺，同时也在考验着艺术家的耐心和毅力。
巧用离子束诱导微雕
微纳制造技术的蓬勃兴起也给传统手工微雕领域注入了越来越多的新鲜血液，使越来越多精巧的艺术品能运用现代技术手段，在科学与艺术的交融中诞生。
离子束（FIB）刻蚀技术通过采用电磁场加速和聚焦带电离子，能对硅等材质的表面进行刻蚀，是目前半导体微结构加工的一种重要技术手段。相较于之前的手工微雕，离子束刻蚀在技术运用上又进了一步，然而遗憾的是，FIB刻蚀技术效率低，很难在实际生产中得到大规模的应用。
鉴于离子束刻蚀中存在的弊端，日本学者松井真二对FIB刻蚀技术进行了改进，提出离子束化学气相沉积（FIB-CVD）技术。该技术需要在芳烃的实验环境中进行，通常采用高能的镓离子束辐照材料表面，诱导化学气氛在材料表面的特定位置不断沉积。应用FIB-CVD技术雕塑作品，其一般的流程大致是：化学气氛在材料表面的特定位置沉积时，先固定高能镓离子束，在基体材料表面诱导形成一个基础立柱;然后镓离子束被移动一个不超过立柱直径的距离，静止不动直到在立柱顶端沉积出几十纳米厚度的阶梯;继续重复上述过程，就能使得沉积的材料层层叠加在前面沉积的结构上;最终，在材料表面构造出复杂的三维纳米塑像来。
目前，利用该项技术，科学家们已经制作了包括人物雕塑在内的多种三维的复杂纳米结构。
知识链接 关于维拉德·威根的趣事
由于雕刻的作品太小，手的一次细微颤动、呼吸、脉搏，甚至窗外的交通状况都有可能影响到他的雕塑过程。因此雕刻过程中，维拉德·威根常常需要屏住呼吸。为了尽量减少外界因素对他的影响，维拉德·威根通常都选择在夜里工作。不过即便这样，难度如此大的工作也难免出错。有一次，他正集中精力将雕刻好的一个芭蕾舞演员放入针眼中，这时正好电话响了。他正在思考着是谁来电时，发现针头里已经空空如也。原来，他一不留神，竟将雕像吸进了肚里。这也被传为微雕领域的一段经典趣事。
引入双光束聚合3D打印
近年来，一种被称作“双光束聚合3D打印”的技术已经被应用于加工三维微纳米构型，其中也包括在材料的表面构建微纳尺度的人物塑像。这里，最为典型的雕刻作品当数韩国研究人员D.Y.Yang的作品《思想者》。该作品的构型模仿了法国艺术大师奥古斯特·罗丹的著名雕塑作品《思想者》。只不过，韩国研究人员D.Y.Yang的作品是一种微雕艺术，该塑像约为4个红血球大小，高度只有1/50000米。然而，这个即便只能用显微镜才能看清楚的思想者，其肌肉甚至脚趾仍清晰可见。
在微纳米艺术作品《思想者》的制造过程中，D.Y.Yang使用了两股激光射线照射浸在合成树脂溶液中的材料表面，溶液中只有被两股激光射线交叉照射到的那部分树脂才会凝固、“打印”，形成雕塑件的“部件”，这样的部件精度可达120纳米。
值得一提的是，2014年11月16日，利用双光束聚合3D打印技术，英国艺术家乔恩迪·赫维茨（Jonty Hurwitz）创造出一系列大小仅相当于人类头发丝宽度一半的微雕人像。这些微雕可被放在蚂蚁头上，或放在缝衣针的针孔上。赫维茨的这组微雕被称为“纳米雕塑”，共有7个，他用了10个月的时间设计、雕刻，最终在用于检查癌细胞的显微镜下呈现出这些夺目的艺术品。此外，他还在头发丝上创作了《裸体女人》《爱之吻》等微纳米人物系列雕塑。这些作品一经报道，立刻在科学界和艺术界引起了不小的轰动。
知识链接 乔恩迪·赫维茨是如何创作纳米雕塑的？
为了创作纳米雕塑，乔恩迪·赫维茨在穹顶上安装了250部相机，对站在屋中央的女子从不同角度拍摄其摆出的不同姿势。之后，他的团队将照片进行扫描，再利用高性能的计算机程序分析数据，将图像组合成“数字黏土”—人物模型。最后，他们利用魏兹曼研究所提供的3D打印设备打印雕像。
打印好的雕像被放在一个首饰盒的镜子上，这些作品如同镜面上的7粒尘埃一般。赫维茨用显微镜经过45分钟的搜索，最终才在镜面上找到他的纳米雕塑！然而，赫维茨的兴奋仅持续了片刻，因为所有的作品被一位同事的手指毁掉了。这位同事试图移动镜子从不同角度欣赏这些雕塑，但脆弱的雕像却被他的手指碾碎，并无法复原，这不得不说是一种遗憾。
用化学气相
沉积（CVD）法作画
2011年，美国密歇根大学科学家使用大约1.5亿根纳米碳管为当选总统的奥巴马制作了一组画像。这是一幅在电子显微镜下才能看到的纳米碳管画像。微型奥巴马头像的作者是约翰·哈特教授，该作品被称为《纳米奥巴马》。在该作品中，每个纳米奥巴马头像都包含了上亿个纳米碳管，这些纳米碳管像丛林中的树木一样垂直地排列着，每个纳米碳管都是中空圆柱体结构，其直径仅为人体头发直径的1/50000，如此精细复杂的绘画，也许只有这个领域的顶尖科学家才能创作完成呢！
据称，哈特制造这件“纳米艺术品”的真实目的，在于让更多人来体验纳米技术与艺术的魅力所在。为了创建《纳米奥巴马》头像，哈特采用了画家谢泼德·费尔雷绘制的奥巴马素描头像，该奥巴马头像以红、白、蓝三种颜色为主色调，曾颇受美国民众欢迎。哈特先是将这个素描头像进行缩小，并将缩小的头像打印在一个玻璃板上;然后，用紫外线照射，穿过这个玻璃板，将头像投影在一张硅片上;接着，他巧妙地在硅片表面有头像的地方“撒”上催化剂，并使用高温CVD方法，在有催化剂的地方生长纳米碳管。这些过程完成后，研究人员使用电子显微镜对硅片进行拍照，得到了尺寸仅有0.5毫米大小的纳米奥巴马头像。
知识链接 一张海报引发的官司
艺术家谢泼德·费尔雷在创作《希望》这部作品时，最初使用的作品名为《进展》。然而，当时奥巴马的竞选团队欣赏该作品时，有人建议，这个作品名是否能够改为“希望”，于是，作品名就改为现在的《希望》了。
那时候，这张海报几乎充斥了竞选的所有地方。而美联社却因为这张海报起诉了艺术家谢泼德·费尔雷，他们认为，这张海报使用的是他们拥有版权的一张奥巴马照片。而谢泼德·费尔雷认为，自己的这件作品用新的创意改变了原始的图片，最终呈现的视觉艺术效果完全不同于原始照片本身。这起官司持续了两年多，最终他们达成了和解协议。
微纳米科技与艺术的高度结合，开拓了微纳制造的应用前景，也使其拥有了无穷的魅力。显微镜下的微纳世界，为我们提供了全新的艺术创作舞台和巨大的艺术想象空间。伴随着各种新技术的引入，微纳米艺术将在更多领域大展拳脚。也许就在不久的将来，微雕技术的进步就会引入我们的生活，带给你我无限的惊喜。让我们一起来感受这科学与艺术交织下的魅力吧！
