1、第五章 什么是纳米艺术,纳米科技概论, 5.3 纳米艺术发展史, 5.4 纳米艺术的创作路线与意义,回总目录,退出, 5.2 什么是纳米艺术？, 5.1 科技：艺术的恒久伴侣, 5.5 纳米艺术家的素养,法国著名的文学家福楼拜曾有句名言：“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日，将在山顶重逢。”,前 言,返回, 5.1 科技：艺术的恒久伴侣,2 丰富艺术形式与创作工具,3 催生艺术作品小型化,回目录页,1 提升艺术创造力、想象力,核舟记中桃核刻成的小船,提升创造力、想象力,英国微雕艺术威拉德的作品，用高倍放大镜才能欣赏，被评为“世界第八大奇迹”,提升创造力、想象力,声波沐
2、浴器,声波沐浴器,提升创造力、想象力,返回,概念艺术家Alex Dragulescu的蠕虫病毒与Ircbot病毒的“模样”,丰富艺术形式与工具,精美绝伦的分形艺术作品,丰富艺术形式与工具,丰富艺术形式与工具,返回,艺术作品小型化,高度分别为5米和71米,艺术作品小型化,2007年，意大利纳米艺术家Scali 和Goode制作的电镜才能看到的自由女神像。雕塑材料为晶体硅，采用 “光刻”技术，女神身高0.5毫米,艺术作品小型化,美国伯明翰大学纳米研究实验室科学家们采用 “聚焦电子束沉积”的加工方法制作的身高只有400纳米病毒大小的纳米人。IBM公司科学家用 28个CO分子构成的分子人。,艺术作品小
3、型化,返回, 5.2 什么是纳米艺术？,2 什么是纳米艺术,回目录页,1 什么是艺术,艺术，是为满足人们情感需求而创造出的一种文化，是日常生活中娱乐游戏的特殊方式，是人们进行情感交流的重要手段，属于文化范畴。艺术文化的本质就是用图像、语言创造出虚拟的现实生活。更有甚者，有人认为，一切创造美的活动，均为艺术。最优美的艺术形式包括绘画，音乐，舞蹈，电影等。,返回,什么是艺术？,什么是纳米艺术？,纳米艺术定义： “使用纳米科技手段、方法创作的纳米尺度的或反映纳米科技题材的艺术”。作为一件纳米艺术作品，它应具备以下几个特征：,特征一：纳米艺术作品所反映的事物尺度很小，为纳米量级。 这里值得一提的是，有
4、些所谓的“纳米画”或“纳米雕塑”，尽管整体尺度为微米量级，但局部细节的分辨率为纳米尺寸，这样的作品也应该归结为纳米艺术的范畴。,返回,什么是纳米艺术？,特征二：制作或表象中真正用到了纳米技术 。 如纳米光刻技术、纳米压印工艺、纳米打印技术、扫描探针显微镜技术、DNA相关技术、化学气相沉积诱导生长技术、自组装技术、外延生长技术、光镊技术或计算机辅助模拟/设计技术等纳米技术，这些技术都有可能创作出优秀的纳米画、纳米雕塑或纳米视频短片，甚至纳米声频作品（音乐）。 另外，纳米画或纳米雕塑要以图像的形式呈现给人们，则又往往要依赖于电子显微镜、扫描探针显微镜等纳米成像技术。,什么是纳米艺术？,特征三：纳米
5、艺术作品要给人以“美”的感受。即纳米作品要符合传统艺术品“美”的评判标准。 事实上，大多数的电子显微镜金相照片、微观科普照片并不美，不属于纳米艺术作品。 声明：目前纳米艺术尚处于起步阶段。因此，对于本书中出现的一些所谓的“纳米艺术品”，读者也不必以过高的“艺术”眼光，求全责备。因为，今天的丑小鸭也许就是明天美丽的天鹅。,什么是纳米艺术？,1.一个普通的花瓶，上面用添加了纳米颗粒的所谓“纳米颜料”作画，画面精美。 2.一个用纳米材料做的宏观花瓶，做工精巧。 3. 普通花瓶，上面印制了“纳米花”等精美纳米结构电镜照片。 4.用光刻技术雕刻的纳米尺寸的花瓶，精巧度一般。5.微小的花瓶，尺度超过了严格
6、意义上的“纳米尺度”。,问题：五个花瓶，哪个是纳米艺术作品？,返回, 5.3 纳米艺术发展史,1610年，伽利略发明了望远镜。此后的3个世纪里，经过列文胡克、阿米奇、阿贝、科赫、巴斯德、泽尔尼克等人的不懈努力，显微镜观察技术取得了飞速发展，为细菌、微生物及微结构的发现与观察提供了有力的工具。尽管如此，由于受到可见光光源波长与分辨率的限制，光学显微镜在纳观结构观察方面则显得无能为力。,纳米艺术发展史,1938年，德国人Max Knoll和Ernst Ruska发明了世界上第一台透射电子显微镜（简称TEM）。 1952年，英国工程师Charles Oatley制造出了第一台扫描电子显微镜（简称SE
7、M）。由于电子的速度可以加到很高，电子显微镜的分辨率可以达到纳米级。今天，电子显微镜已经成为纳米艺术品成像的重要工具。,纳米艺术发展史,如果电影也算作艺术，那么，在纳米艺术出现之前，至少有一部电影的题材和纳米艺术有关。它就是Fantastic Vojage(1966)。电影Fantastic Vojage由Richard Fleisher导演，描述的是为了挽救一个人的生命，一群人被极度缩小，同一艘潜艇陷入了一个微观尺寸的空间。,纳米艺术发展史,1982年，IBM苏伊士实验室的两位科学家发明了研究纳米结构的重要工具STM，此后，在此基础上，原子力显微镜、扫描力显微镜、近场光学显微镜、弹道电子发射
8、显微镜、热扫描显微镜、静电力显微镜等扫描探针显微镜也相继发明，这些仪器统称为“扫描探针显微镜”（简称SPM），它们为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了巨大的促进作用。,纳米艺术发展史,1984年，日本癌症研究中心的两位生物学家在进行DNA研究的时候，别出心裁地用音符来代替碱基排列顺序。他们把人体白血病病毒的DNA的碱基排列顺序配成乐谱，并用电子乐器演奏。DNA音乐问世后，轰动了整个生物学界。,纳米艺术发展史,1985年，Jean Francois Lyotard的非实物艺术展在法国巴黎举行，开创了电子非物质艺术的新形式。纳米艺术品显然属于这类形式，因为它的呈现往往更多的是非
9、实物的，“不可见的”。,纳米艺术发展史,1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国IBM公司使用STM在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。使用SPM搬动原子、原子团、分子，并对其进行观察成为现实，为原子、分子绘画、雕塑创作提供了重要的技术手段。,纳米艺术发展史,1997年，康奈尔大学的科学家采用刻蚀的方法，用单晶硅制作了世界上最小的吉它。该吉它有红细胞大小，6根弦，每根弦50纳米宽；此后，他们利用激光在该吉它上进行弹奏，得到了比现在
10、吉它频率高13万倍，多17个八分音阶的声响。,纳米艺术发展史,2001年,日本大阪大学的物理学家们使用一种被称作“Photo polymerization”的技术制作了红细胞大小的三维立体公牛。,纳米艺术发展史,2001年，北大纳米中心主任吴全德院士的著作科学与艺术的交融-纳米科技与人类文明一书出版。书中包含了大量吴院士从1979年以来发表的电子显微镜照片，其中包含银胶粒（纳米粒子）聚成的“野花”、“海马”等图片，巧夺天工，引人入胜。,纳米艺术发展史,2001年，美国的前瞻研究所网站上开通了纳米医学艺术画廊。该画廊收集了此前20余年里科学艺术家设想的大量关于医用纳米机器的短片和图片。2002年
11、，美国分子加工研究院（IMM）举办了IMM纳米设计技术大赛，鼓励参赛者以图片、动画的形式设计、分析、表述纳米水平的器件、系统及其原理。,纳米艺术发展史,2004年起，一个名为“NANO的展览会每年在美国洛杉矶博物馆举行，展览由加利福尼亚大学纳米科学、媒体艺术、人文专家混合团队筹办，并对作品优胜者进行奖励，该活动至今已经举办了5届，每届都会涌现出诸多的优秀纳米艺术作品。 2005年起，美国材料学会每年举办一次“科学就是艺术”大赛。07年大赛改为一年两次。期间，一批优秀的纳米艺术作品涌现。,08科学就是艺术奖第二名,香港大学，用镓去给氧化硅施肥,纳米艺术发展史,2006年，加利福尼亚工学院Paul
12、 Rothemund教授通过DNA自组装折叠技术，绘制了DNA纳米笑脸，该成果在同年自然杂志的16期上发表。,纳米艺术发展史,06年起，美籍罗马尼亚科学艺术家Orfescu开始举办每年一届的国际Nanoart网络大赛，举办了多场国际纳米艺术展及两届国际纳米艺术节。目前，Orfescu在加州经营着一个纳米技术研发锂电池的公司，开办了多个纳米艺术的网站。为了能够让更多的人参加纳米艺术大赛，该公司免费为所有参赛者提供三台高分辨率的电子显微镜。在Orfescu开办的一个网站上，汇集了自己珍藏的大量纳米艺术绘画作品，这些作品可以出售，有些作品的报价竟高达数万美金，其中部分作品已经被一些收藏家收购。近年来
13、，在“Nanoart21”网站和美国纳米技术公司合作下，Orfescu还发起了全球范围内旨在青年一代中推行艺术与科技融合教育、促进纳米艺术发展的“Nanoart K21”计划。,纳米艺术发展史,06年起，苏格兰NANO杂志设置了“nanoart”专栏，每期刊物上都增加了对一件纳米艺术作品的评述。 07年，美国宾夕法尼亚州的鉴定专家和艺术家J.Sha受人委托制作了“纳米鱼”等纳米防伪商标，尺寸为50微米左右。至此，纳米艺术品首次被用于商品防伪。,纳米艺术发展史,07年，意大利的 Raimondi依靠名为“Nanoart”的论文取得了艺术史方向的硕士学位。此后，他邀请意大利纳米艺术家Scali 和
14、 Goode，举办了2007年“首届无限小艺术展”。展后，展品以画册的形式以英语和意大利语出版，书名为Nanoart: seeing the invisible，书的封面是一张高倍显微镜才能看得见的非洲地图，地图尺寸为100100微米。07年九月，英国自然杂志对该书进行评论，至此，纳米艺术引起了科学和艺术界的广泛关注。,纳米艺术发展史,从08年开始，Rice大学Smalley 纳米科技研究所在Nanotox公司赞助下每年举办一次的“NanoArt图像大赛”。 2008年，美国材料研究学会在Madison高级中心开办了纳米艺术班，教授学员制作名为“Stained glass”的纳米艺术品。同年，
15、笔者开通了国内第一个纳米艺术网。 2008年，澳大利亚艺术与技术网公布了经过全年讨论而制订的艺术与科技计划，其中纳米艺术名列其中。,返回, 5.2 纳米艺术的创作路线与意义,2 纳米艺术有什么用？,回目录页,1 纳米艺术的创作路线,3 纳米艺术相关的几个问题,纳米艺术的创作路线,对于大多纳米艺术作品，创作步骤主要有以下几步： 1）操纵原子、分子，或使用化学物理方法，创作原子、分子、纳米尺度水平的绘画或雕像。 2）使用高分辨率电子显微镜、扫描探针显微镜、计算机等技术实现纳米结构的可视化。 3）通过后处理技术，使科学图像变成美的、对观众有吸引力的艺术作品。这里所说的艺术后处理技术包括传统的着色、修
16、改、渲染、动画制作、拼凑等，甚至包括电脑合成技术。,返回,纳米艺术有什么用？,纳米艺术有什么用？,返回,纳米艺术相关的几个问题,1）纳米艺术是光学成像术吗?由于受到可见光波长的限制，目前的光学显微镜尚不能达到纳米量级的分辨率，因此，纳米绘画、纳米雕塑等的观察必须借助电子显微镜或扫描探针显微镜等设备。纳米艺术不属于光学成像术。2）纳米艺术看得见，还是看不见？纳米绘画、纳米雕塑等艺术作品用肉眼、甚至高倍光学显微镜都无法看见的，通常需要昂贵的电子显微镜或SPM等观察设备，因此，较难在公众中开展、普及。尽管如此，随着更多科学家与艺术家的参与，设备的价格变得越来越低廉，相信一定会有越来越多的纳米艺术品与
17、普通民众见面。,纳米艺术相关的几个问题,3）纳米艺术的发展前景是什么？按照“宏观世界计算机SPM纳观世界”的思路，是纳米艺术发展的前景所在。通过该虚拟系统，人们可以将宏观的操作动作“缩小化”，直至微观环境中，并转化为对原子、分子或纳米颗粒的操纵，进而充分发挥人的艺术能动性，在微观世界中创作相应的纳米作品。4）纳米艺术的从业门槛似乎太高了！制作依靠扫描探针显微镜、电子显微镜、光刻加工等技术和设备，以及高深的纳米技术相关知识。即便是仅仅用电脑创作纳米视频短片也需要良好的计算机功底和基本的纳米科技常识。这对目前想从事纳米艺术创作的“纳米门外汉”来说，的确有些勉为其难。不过，艺术家和纳米科技工作者通力
18、合作，各取所需，共同发展纳米艺术，似乎是一种不错的思路。,纳米艺术相关的几个问题,返回,5) 纳米艺术是纳米科学技术研究的副产品和调味品 当笔者在纳米艺术网上谈到纳米艺术时，曾有一些网友提出质疑：“国家花了那么多钱到纳米这一块，就是为了干这个？”对于这个问题，我的回答是：纳米艺术仅是纳米科学技术研究的副产品和调味品。,新加坡学者Hui Ying Yang研究氧化锌纳米针时创作的,燃料电池的离子薄膜研究产物, 5.5 纳米艺术家的素养,2 纳米艺术家的素养,回目录页,1 什么是科学艺术家？,什么是科学艺术家？,返回,科学家、艺术家、科学艺术家 科学艺术家指的是那些将科技应用于艺术创作，反过来又通过艺术反应科技，并取得一定成就的人。也就是说，科学艺术家的工作一定要体现科技与艺术的相互融合与穿插。,纳米艺术家的素养,返回,纳米艺术家属于科学艺术家，他的任务是将纳米科技融入艺术，并开展纳米艺术创作。 1）要掌握用于创作纳米艺术的相关纳米技术与设备。 2）具备纳米材料相关的化学、物理学、材料学知识。 3）具有纳米科技相关的工作经验和知识积累。 4）具有相关专业软件使用与计算图形/图像处理的能力。（分子模拟软件或纳米工程设计软件；电子显微镜、扫描探针显微镜图像后处理软件；三维动画设计软件 ）,
