沈海军 文

1. 微纳米鼠

    每年,世界著名显微镜制造商奥林巴斯公司都会举办一次盛大的显微摄影大赛。该项赛事是以人体、动植物和生命科学领域题材为对象的显微摄影大赛，同时也是全球规模最大的显微摄影赛事之一。2011年，奥林巴斯生物数字显微摄影大赛获奖作品揭晓，一张酷似卡通形象“米老鼠”的摄影作品摘得桂冠。这张的作者是摄影师查尔斯·克雷布斯，拍摄的对象为轮虫的微结构，见图1。

2.微纳米牛

    近年来，科学家们发展了一种新的三维微纳米构型加工技术。这种技术被称作“Two-Photo polymerization”，即“双光束聚合技术”。这里，我们展示的作品是日本学者采用两束激光射线交叉照射“雕刻”的纳米牛。纳米牛的大小相当于红血球，体长只有10微米，高7微米，见图2。纳米牛的制造过程中，科学家使用两股激光射线照射合成树脂溶液，溶液中只有被两股激光射线交叉照射到的那部分树脂才凝固起来，形成雕塑件的“部件”，这样的部件的精度为120纳米，而1纳米仅为100万分之一毫米。

3.微纳米虎

    在氮化物微结构及微器件加工方面，美国堪萨斯州立大学半导体中心在国际上享有崇高的地位，尤其是它们在紫外/蓝光微激光技术领域。图3是该机构利用电子束平版印刷技术雕刻的老虎徽标，老虎头徽标的尺寸约10微米左右。 该图案将被用来制作微米量级的LED灯。

4. 微纳米兔子

    前面列举了双光束聚合的“纳米牛”纳米雕塑。除了纳米牛外，近年来还出现了一大批其它的双光束聚合优秀微雕作品。它们是40微米高的维纳斯像、500微米长的空心针头、60微米的蜘蛛……等。图4显示的是一只30微米长的小白兔。这些作品均出自德国科学家A. Ovsianikov等人之手，每一件作品的尺寸都比我们的头发丝细小许多。能将微雕艺术发挥得如此出神入化，恐怕艺术大师们也要为之赞叹。

    此外，美国伦斯勒工业大学约翰·哈特教授最近使用大约1.5亿根纳米碳管制作了一组花花公子的兔子画像，如图5所示。这是一幅在电子显微镜下才看到了纳米碳管兔子画像。每个微型兔子头像包含上亿个纳米碳管，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的五万分之一。 

    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（CVD）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。

5.微纳米龙

    我们是龙的传人。图6显示的是某纳米科学网站上的“纳米中国龙”，这是一张电子显微镜照片，照片上的龙头、龙爪、龙身清晰可见，龙的身长为数百微米。事实上，该中国龙仅为某半导体材料上的一个污渍而已。今年是龙年，祝大家龙年快乐。

6.微纳米蛇

    如图7所示，该纳米蛇发表于《Nanoscale Res Lett》2010年第五卷第六期的949–956页，作者是上海交通大学生物纳米科学与工程系的Peng Huang等人。该蛇是作者在BSA溶液中得到条状硒化铜纳米结构。扫描电镜下，条状硒化铜酷似一条条长蛇，蛇的头部是一颗方形的硒化铜纳米颗粒，蛇的身长为几百纳米，直径十余纳米。

7.分子马

    如图6所示，该作品是科学家Cheng 等建立“分子骏马”的计算机模型。“分子骏马”是Cheng 等人近年来发现的一种新型分子。这种分子具有四个羰基氧基团，在外部激励下四个羰基氧基团会运动，就像骏马的四条腿，这使得该分子可以在铜晶体表面上行进。由于该四个羰基氧的运动与骏马奔跑时的运动形式极为相似，因此，该分子被媒体誉为“分子骏马”。 Cheng建立的“分子骏马”模型的目的就是希望展示分子马的运动机理。 

    事实上，在Cheng之前，Orallo F等人早就在《Planta Med》1998年三月第64(2)期的116-9页发表了一个似马非马的分子。如图9所示，Orallo F还给该分子起了个神奇的名字，叫“人头马分子”。该人头马分子属于酰脲类分子，最早是从矢车菊花中提取的，对人体血管具有良好的扩张作用。                     

8. 微纳米羊

    这是一张发育不良的骨骼微结构电子显微镜照片。样品取自一7岁男孩的大腿骨。图中，纺锤状细胞的周围，vowen骨呈现为辐射状分布。这些vowen骨图案有的像字母，有的像汉字……还有的像跳跃的山羊（见图10）。

9. 纳米猴

     如图11所示，这是一个石墨颗粒构成的纳米“猴”，猴的嘴巴为一个洋葱状的多层石墨颗粒，猴的身子为多孔的碳薄膜材料。猴的脑袋尺寸为数十纳米。

    这张电子显微镜照片来自美国飞雅电子显微镜（FEI）公司的网站，科学家们制备碳纳米材料时偶然间发现。

10.微纳米鸡

    微纳米鸡太难找了。网上找了一只，如图12所示，只能算落汤鸡吧。看着图片，只知道是一张显微镜照片，鸡尺寸大约微米。什么材质，什么制备方法？作者是谁？均不得而知。如果那位网友发现了一只像样的纳米鸡，不妨告诉我。

11. 纳米狗

    如图13所示，这是一只尺寸仅有几微米的微纳米狗，作者是普林斯顿大学电子工程系的研究生Shufeng Bai。该作品曾荣获2005年第一届国际科学艺术大赛优胜奖。事实上，该纳米狗仅仅为硅晶片上的一个灰尘而已，肉眼看不见的，得显微镜才能看得到。

12. 分子猪

    图13所示的“猪”分子发表于《WORD COUNCIL JOURNAL》（化学专刊）1995年第一卷第一期，且为改刊的封面文章。该猪分子为一烯有机分子。研究者发现，通过化学反应，猪的嘴巴、蹄子上可以增加各种有机分子团，从而形成“变种”猪；此外，该猪的尾巴（分子基团）还可以上下振动，就像猪欢快地摇着尾巴。他们给该分子起了一个响亮的名字“猪烯”（porkane）。