电磁波超级震荡：1纳米至1微米间的神秘世界

陈宜方和他的作品——纳米复旦校徽古董版

反常透射纳米透镜

超级纳米透镜

这是一张采用高倍光学显微镜在透射模式下拍摄的照片。在石英玻璃上镀有100纳米厚的铝薄膜。采用高分辨率电子束光刻制备出由准光子晶体组成的纳米透镜。其中彩色亮点是亚波长大小的反常透射洞孔，黑色是不透光铝薄膜。透镜的工作原理是运用当今最新的电磁波超级震荡，来实现打破衍射极限的聚集和成像。色彩是通过PS加入的，以表达超级震荡理论中不同波长的分波组合的基本原理，因此，这个PS的艺术加工，既表达了物理本质，也突显其艺术的效果。尺度大于1微米的空间是我们常说的宏观世界，那里所发生的自然现象已经在我们的大学物理课程里讲得清清楚楚。尺度小于1纳米的空间，则是我们常说的微观世界，那里的物理现象也在大学公共物理课上有所描述。那1纳米到1微米这个仅仅一个微米大小的尺度空间里，蕴藏着一个什么样的世界呢？

近日在复旦大学展出的纳米艺术展，为我们呈现了这一微纳世界的美妙。在电子扫描显微镜里，不同的材料在纳米尺度观察，有的显示出艳丽的玫瑰花图案，有些显示成参差的翠竹，有的是一张明媚的笑脸，还有的是一池碧绿的荷叶……

畅想让科学与艺术相遇

复旦大学信息学院教授、国家"千人计划"特聘专家陈宜方为此次纳米艺术展贡献了不少展品。这位纳米专家与纳米技术打了23年交道，当一次发现用扫描电镜拍摄的纳米成果非常漂亮时，他就开始用镜头捕捉微小世界中的美。20多年的时间里，他拍摄了一万多张这样的照片。

陈宜方给本报记者展示了自己的作品。"你看，这是我用扫描电镜无意间捕捉到的灰尘，你可以想象这好比是一个火星，上面不平整正如火星的表面。边上这些一粒粒由静电造成的小灰尘颗粒，就好比是遥远的星系。"

陈宜方镜头下的纳米艺术作品都是真实的记录，生动逼真，却又充满着艺术畅想。

正是那些"稀奇古怪"的想法，才赋予一些普通照片以艺术内涵，颇有些"点石成金"之意。陈宜方的许多作品就是充分调动了艺术中的抽象思维，比如他将微波通讯用的高频场效应管T-形栅（30微米）叫做"纳米冰激凌"，令人拍案叫绝。陈宜方另一个相当得意的作品是一个2微米的透镜，他在拍照的时候突然发现这个透镜就像一个泡菜的坛子顶部，更加不可思议的是，中间还有倒影，仿佛里面有水。惊喜之余，陈宜方将它命名为"纳米泡菜坛"，将里面的水称之为"纳米水"。

失败中也有乐趣

陈宜方的很多作品来源于实验的失败，这大概也是一种苦中作乐的情怀。陈宜方对于实验中的失败，有着独特的理解，"我们在做科研工作的时候，绝大部分的时间是失败，可以说，我们这样的科研一天到晚就是处于失败的痛苦之中。但是，痛苦的东西，往往带有一点奇异的色彩，而失败的数据是最最珍贵的"。

所以陈宜方不断自己坚持拍摄各种科研成果，无论是成功的还是失败的，全部收入镜头之下，从中他发现了新的乐趣，"拍摄这些照片，让我感觉做实验的时候就像是在玩"。

陈宜方指着一幅水滴图片介绍说，通过电子显微镜发现，这个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"。

陈宜方笑言："失败是成功之母。事实上，我拍了一万多张照片，99%是失败的照片。我最得意的作品，也是取自失败的科研。"

纳米创造美

对于陈宜方来说，展示纳米之美只是纳米艺术的一个方面，更重要的是创造纳米之美。他说："纳米艺术就是纳米技术在创造介观世界的同时所表现出来的艺术形式，它反映在两个方面，第一就是纳米技术展示出的纳米结构所天然含有的艺术观赏性，第二则是用纳米技术来制作纳米结构或者具有观赏性的艺术品。"他强调，"纳米艺术虽然具有艺术性，但仍然需要跟纳米技术连接起来"。

纳米技术的诞生，给整个人类的生活和活动带来了翻天覆地的变化。如今，个人电脑、数码相机、手机、iPad、DVD、卫星导航系统等应用，都是由纳米尺度（1纳米至1微米）下，不同结构所具有的不同物理、化学、生物特性所决定的。原先非常粗大笨重的一个元器件，通过纳米加工技术，被改进为肉眼无法看见的纳米尺度的半导体晶体管，使其放大率和灵敏度大大提高，同时功耗大大减少。

"这不仅是一种科技，也是一门艺术。"陈宜方说："比如在金的表面做一个环的周期性列阵，其周期小于可见