發(fā)絲表面的藝術(shù)

　　隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，小型化和微型化也已成為藝術(shù)創(chuàng)作的一種時(shí)尚。以雕塑為例，英國(guó)當(dāng)代微雕大師威拉德借助顯微鏡，在針眼里成功雕刻了“亨利八世和他的6個(gè)老婆”，人物身高1毫米不到；2007年，兩位意大利納米藝術(shù)家斯凱利和歌德則采用“光刻”技術(shù)制作了硅自由女神像雕塑，身高僅為0.5毫米；比上述自由女神像還小的“納米”雕塑來(lái)自美國(guó)伯明翰大學(xué)納米研究實(shí)驗(yàn)室，是一個(gè)真正意義上的“納米人”，身高只有0.0004毫米，即400納米左右，和病毒的尺寸相當(dāng)；盡管如此，“納米人”還不是最小的，目前世界上最小的雕像出自美國(guó)IBM公司的科學(xué)家之手，是一個(gè)“分子人”，塑像共由28個(gè)一氧化碳分子組成。
　　對(duì)一般人來(lái)說(shuō)，發(fā)絲是極其細(xì)微的。但在顯微鏡下，發(fā)絲的表面仍有很大的藝術(shù)發(fā)揮空間?，F(xiàn)在，借助顯微鏡和先進(jìn)的微納加工技術(shù)，一些科學(xué)藝術(shù)家已經(jīng)可以在單根頭發(fā)上進(jìn)行塑像、雕刻、繪畫(huà)等，充分彰顯了微納科技與藝術(shù)的高度結(jié)合。發(fā)絲雖小，但已足夠?yàn)榭茖W(xué)藝術(shù)家的創(chuàng)作提供“廣闊”的平臺(tái)。
　　
　　精妙的發(fā)絲藝術(shù)品
　　
　　發(fā)絲表面藝術(shù)是近些年來(lái)才引起人們廣泛關(guān)注的一種微型藝術(shù)形式，發(fā)絲藝術(shù)作品可分為塑像、繪畫(huà)、雕刻等。英國(guó)當(dāng)代微雕大師維拉德創(chuàng)作的微雕藝術(shù)品——“爬發(fā)絲的貓”，貓身體、尾巴、四足等的粗細(xì)和發(fā)絲的直徑相當(dāng)；當(dāng)代華人微雕藝術(shù)家金銀華的作品“一根頭發(fā)絲上彩繪的40位美國(guó)總統(tǒng)”則是一副繪畫(huà)作品；美國(guó)麥克馬斯特大學(xué)皮埃爾教授采用“鎵離子束聚焦”刻蝕工藝，在頭發(fā)絲表面“刻劃”出麥克馬斯特大學(xué)校徽。
　　從制作工藝上來(lái)看，發(fā)絲表面藝術(shù)作品可分為基于傳統(tǒng)手工的作品和基于微納加工技術(shù)的作品?；趥鹘y(tǒng)手工的微雕或微畫(huà)的創(chuàng)作主要靠手工完成，不過(guò)創(chuàng)作或欣賞過(guò)程中需要高倍的顯微鏡，同時(shí)，對(duì)雕刻、繪畫(huà)的工具也有很高的要求。基于微納加工技術(shù)的作品則更加微小，如麥克馬斯特大學(xué)?；蘸腿毡緦W(xué)者松井真二采用離子束化學(xué)氣相沉積技術(shù)在發(fā)絲表面上構(gòu)造的三維體育場(chǎng)。這些作品創(chuàng)作通常需要能夠產(chǎn)生高能量聚焦離子束或光束的設(shè)備，有時(shí)甚至還要求苛刻的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
　　一般來(lái)說(shuō)，基于傳統(tǒng)手工方法創(chuàng)作的微雕或微畫(huà)大多都屬于物理方法的作品。其過(guò)程僅涉及材料的舍棄、搬移或水彩的粘附。而像基于微納加工技術(shù)的雕刻或塑像大多可以歸結(jié)為基于化學(xué)方法的作品。這些發(fā)絲表面藝術(shù)品的創(chuàng)作過(guò)程往往要涉及發(fā)質(zhì)表面成分的變化或新物質(zhì)的產(chǎn)生。
　　發(fā)絲表面藝術(shù)作品可分為百微米量級(jí)和微納米量級(jí)兩大類。傳統(tǒng)手工創(chuàng)作的發(fā)絲表面微雕或微畫(huà)大都屬于百微米量級(jí)，如“爬發(fā)絲的貓”和“發(fā)絲上的美國(guó)總統(tǒng)”，這些作品的特征尺寸都與發(fā)絲直徑相當(dāng)，為幾百微米。基于微納加工技術(shù)的雕刻或塑像則大多屬于微納米量級(jí)，如“發(fā)絲表面的體育場(chǎng)”的高度為幾微米，但體育場(chǎng)的柱子和橫梁的直徑卻僅有百十納米。百微米量級(jí)的作品在高倍光學(xué)顯微鏡下就能看得很清楚，而要欣賞微納米量級(jí)的作品則通常需要分辨率更高的電子顯微鏡。
　　
　　不斷創(chuàng)新的微雕技術(shù)
　　
　　技術(shù)的進(jìn)步不斷刺激著藝術(shù)家的想象空間，目前，常見(jiàn)的微雕工藝技術(shù)有以下幾種。
　　1. 傳統(tǒng)的手工創(chuàng)作工藝以“爬發(fā)絲的貓”為例，其創(chuàng)作過(guò)程大致如下：首先使用極其微小的刻刀（刻刀的刃部尺寸約為發(fā)絲直徑的1/7）對(duì)金塊、砂糖?；蛏沉＿M(jìn)行微雕；雕刻這些作品時(shí)，必須保持高度注意力，呼吸均勻，并抓緊利用兩次心跳的間隔來(lái)工作；事實(shí)上，任何一點(diǎn)失誤都會(huì)毀掉整個(gè)作品。貓雕刻完成后，再移植到發(fā)絲上。整個(gè)過(guò)程，包括作品的欣賞都需要借助光學(xué)顯微鏡來(lái)完成。金銀華同樣是在光學(xué)顯微鏡下完成的“發(fā)絲上的美國(guó)總統(tǒng)”。為了在發(fā)絲表面完成40位總統(tǒng)的彩色繪制，金銀華專門(mén)用老鼠的胡須和雞毛桿制作了“鼠須筆”，同時(shí)又將普通國(guó)畫(huà)的顏料精研磨成極其細(xì)微的微型畫(huà)顏料；接著，在數(shù)百倍的光學(xué)顯微鏡下對(duì)發(fā)絲表面涂抹，并繪制出了一個(gè)個(gè)鮮活的美國(guó)總統(tǒng)形象。可見(jiàn)，傳統(tǒng)的手工發(fā)絲微雕、微畫(huà)創(chuàng)作，不僅要求藝術(shù)家要有嫻熟的技藝，同時(shí)也在考驗(yàn)藝術(shù)家的耐心和毅力。
　　2. 離子束刻蝕技術(shù)離子束刻蝕技術(shù)采用電磁場(chǎng)加速和聚焦帶電的離子，進(jìn)而可對(duì)發(fā)絲的表面進(jìn)行刻蝕。離子束刻蝕原理與目前市場(chǎng)上流行的光刻技術(shù)相似，但由于離子的德布羅意波（物質(zhì)波）波長(zhǎng)很短，因而刻蝕精度更高。離子束光刻主要包括聚焦離子束刻蝕和離子投影刻蝕等。其中，聚焦離子束刻蝕發(fā)展得較早，也較為完備，特別是鎵離子聚焦技術(shù)。遺憾的是，離子束刻蝕技術(shù)效率低下，很難在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，但這并不妨礙科學(xué)藝術(shù)家用它在發(fā)絲表面開(kāi)展納米雕刻藝術(shù)創(chuàng)作。
　　3. 離子束化學(xué)氣相沉積（FIB-CVD）技術(shù)離子束化學(xué)氣相沉積技術(shù)最早是日本學(xué)者松井真二提出的。該技術(shù)需要將一根頭發(fā)置于芳烴的實(shí)驗(yàn)氣氛環(huán)境中，并采用30keV（千電子伏）的聚焦鎵離子束在發(fā)絲表面進(jìn)行化學(xué)氣相誘導(dǎo)沉積。目前，利用該項(xiàng)技術(shù)，松井真二已經(jīng)在發(fā)絲表面制作了多個(gè)三維的納米結(jié)構(gòu)（雕塑）。FIB-CVD雕塑制作的思路如下：沉積時(shí)，先固定離子束，在發(fā)絲表面誘導(dǎo)形成一個(gè)基礎(chǔ)立柱；然后離子束被移動(dòng)一個(gè)不超過(guò)立柱直徑的距離，靜止不動(dòng)直到在立柱頂端沉積出幾十納米厚度的階梯；繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程，就能使得沉積的材料層層疊加在前面沉積的結(jié)構(gòu)上；最終在發(fā)絲表面構(gòu)造出復(fù)雜的三維納米結(jié)構(gòu)塑像來(lái)。
　　4. 雙光束聚合技術(shù) 近年來(lái)，一種被稱作“雙光束聚合”的技術(shù)已經(jīng)被發(fā)展到三維納米構(gòu)型的加工，并被用于發(fā)絲表面塑像的構(gòu)建。這里，最為典型的當(dāng)數(shù)德國(guó)科學(xué)家?jiàn)W夫相尼科夫的微雕作品——“發(fā)絲上的納米維納斯像”。該塑像高度僅為紅血球直徑的4倍，身高約40微米，腰圍約20微米。在納米維納斯像的制造過(guò)程中，奧夫相尼科夫使用兩股激光射線照射浸在合成樹(shù)脂溶液中的一根發(fā)絲的表面，溶液中只有被兩股激光射線交叉照射到的那部分樹(shù)脂才凝固起來(lái)，形成雕塑件的“部件”，這樣的部件精度為120納米。
　　隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，新的微納加工設(shè)備不斷出現(xiàn)，為發(fā)絲表面的藝術(shù)創(chuàng)作提供了更多的技術(shù)手段和途徑。然而，掌握這些先進(jìn)微加工技術(shù)的人卻常常不是藝術(shù)家，而是科技工作者。科學(xué)家擁有技術(shù)，擁有設(shè)備，但對(duì)藝術(shù)比較生疏。大多數(shù)藝術(shù)家在宏觀世界中擁有很好的才藝，但面對(duì)一大堆高深的納米儀器，卻是無(wú)從下手。要?jiǎng)?chuàng)作出更多更好的發(fā)絲表面藝術(shù)作品，科學(xué)家應(yīng)責(zé)無(wú)旁貸，不斷加深自己的藝術(shù)修養(yǎng)；當(dāng)然，藝術(shù)家和科學(xué)家進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，也是當(dāng)前發(fā)展發(fā)絲表面藝術(shù)的絕佳途徑。
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