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1、,微纳米雕刻艺术与技术,作为艺 术舞 台上的一 支奇葩， 微雕 艺术 已经历 了千年的历史 。在微雕 艺术 大 师们 的手 中 ， 哪怕 是 小 小 的针 头 、 纤 细 的 须 发 、 寸 方 的 桃 核 、 几 毫 米 的 米粒 都有 可能 成为绝 世的艺 术佳 品 。 自 从上 世 纪5 0 年代 扫描 电子显微 镜发 明 以来 ， 特 别是8 0 年 代 初扫 描 隧道显 微镜 ( 扫 描 探针 显 微镜 的一 种 ) 发 明 以来 ， 微雕技 术取得 了跨越 式发 展 。 首先 ， 微雕 的尺 寸 从传 统 的毫 米 级 迈 入 微 米 和纳 米 ( 1 纳 米 等 于 1 0 9
2、米 ) 量 级 。 微纳 米级 的塑像 只能借 助 电子 显微 镜 或扫 描探针 显 微镜才 能 得 见， 发 展成 为 “ 肉眼 不 可见 的艺 术 ” _ 2 ； 其 次 ， 雕刻 工具 已从 传 统 的物理 雕刻 刻 刀等 发展 到 扫描 探 针显 微镜 、 高能 粒子束光 刻 、双光束 聚合 等高精 尖 的微 加 工 手 段,， 我们 将 纳 米艺 术 定 义 为 “ 使 用 纳 米 科 技 手 段 或 方 法 创 作 的纳 米 尺 度 的 艺 术 ” ，并 阐述 了纳 米艺术 品的主要 特征 。 参照该 定义 ， 这里 可以将微 纳米雕 塑艺术概 括 为“ 使用微 雕刻 手段制 作的
3、微米及 纳米 尺度 的雕 塑艺术 ” 。 显 然 ， 作 为一个 微纳米雕 塑艺术作 品 ，它必须具 备两个 特 征 ：其 一 、 微纳 米雕 塑 的尺寸 如此 之小 ， 是 肉眼 ， 甚 至高 倍 光 学显微镜 都无法 分辨 的 ， 其创 作和成 像通 常需要 借 助分 辨率更高 的 电子 显微镜 或扫 描探针 显微镜 ： 其 二 、 雕 塑作 品应 具有一 定 的艺术欣 赏性 。,扫 描 探 针 显 微 镜 雕 刻 技 术,上世 纪八 十年代 ， 扫描 探针 显微 镜 的发 明使人 们对 物 质世 界 的认 识 与 改造 深 入 到 了原 子 和 分子 层 次 。由于扫捕 探针 显微 镜针
4、 尖 的曲率 半径 小 ， 且 与样 品之 间 的距 离很 近 ， 在针 尖与样 品之 间可 以产 生一 个高 度局 域化 的力 、 电 、 光等场 。 该 场会 在针 尖 所对 应 的样 品表 面 微小 区域产 生结 构性 缺 陷 、 相变 等 这正是 利用 扫描 探针 显微镜 进行 微 纳米雕 刻 的 依据 。现 在 ， 扫 描探 针显 微镜 已经 发展 为一 大类 型 的显微 技术 ， 具体 包括 扫描 隧 道显 微 镜 、 原 子 力 显 微 镜 、 近场 光 学显 微镜 等 ， 它们 统 称 为 扫描 探 针 显 微 镜 。,高 能 粒 子 束 雕 刻 技 术,所谓 高 能 粒 子束
5、 雕 刻 技术 就 是 利用 高 能 聚焦 的激 光 束 、 电 子束 或离 子 束 为 能 量 载 体 ， 辐 射 ( 轰 击 ) 材料 的表 面进 行雕 刻 、 加 工 的技术 。 量 子理论 认 为 光 子 、 电子 和 离子 等 微 观粒 子 都 具有 波 粒 二 相 性 是 微 观 粒 子 ， 同 时 又是 一 种 物 质 波 ( 也 称 作 “ 德 布 罗意 波 ” ) 。高能 粒子 束技 术 的加 工精 度与 粒 子 束 的德布 罗 意波长 相 当。 在光 子 、 电子 、 离子 二 三 种 微 观粒 子 中 ，高 能离 子束 的德 布罗意 波长 最短 ， 故 加 丁精 度最 高
6、 ； 尽 管 如此 ， 在技 术方 面 ， 激 光束加 丁 却 远 比电子 束 、 离子束 加 工成熟,为 了创建纳米碳 管兔子画像 ，哈特 先是将宏观 的 兔子图像进行 缩小 ，并将缩小 的头 像打 印在 一个 玻璃 板上 。然后 ，照射 紫外线穿过 这个玻璃板板 ，将 图像 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 高温化学气相沉 积 ( C V D )方法在有催化剂的地方生长纳米碳 管。最后， 研 究人 员使用 电子显微镜对硅 片进行 了拍照 ，得 到 了 尺寸仅 有几百微米大 小的小兔子 。, j 纳 米 奥 巴 马 头 像
7、“是 由美 国 密 歇 根 州 大 学 教 授 约 翰哈 特 制 造 的 。 每 个 奥 巴 马 头 像包 含 有 1 5 亿 个 碳 纳 米 管 ， 这 些 碳 纳 米 管垂 直 排 列 ， 其 直 径 仅 为人 体 头 发 的 1 5 0 0 0 0 。 据 报 道 ， 为 了 创 建“纳 米 奥 巴 马 头像”， 他 将 画 家 费 尔雷 绘 制 的 奥 巴 马 素描 头 像 缩 小 后 打 印 在 一块 玻 璃 板上 然 后 投 影 在一张 硅 薄 片上 ； 接 着 ， 他 在 这 张 硅 薄 片 的 图 像 上 人 为 布 置 了 催 化 剂 ， 再 采 用 高 温 催 化 化 学 反 应 来 生 成 碳 纳 米 管 ； 最 后 ， 他 使 用 电 子 显 微 镜 对 硅 薄 片 进 行 拍 照 ， 得 到 了 这张0.5mm大小的艺术图片,
