影/嘆為觀止!MIT 打造奈米級立體剪紙藝術  一個雕花比細胞還要小

影/嘆為觀止!MIT 打造奈米級立體剪紙藝術  一個雕花比細胞還要小
▲奈米級的剪紙藝術,一個雕花直徑不過約 10 奈米。(圖/翻攝自 MIT News,下同)

陳建鈞/綜合報導

「剪紙藝術」這些年來,已然成為科學家們的研究項目,不過,他們鑽研的並非普通剪紙,而是「奈米級」的藝術;MIT 及中國的研究人員,近期便運用技術打造出以 10 億分之一公尺為單位的超微小剪紙,讓人嘆為觀止。

根據《Gigazine》報導,這項研究由 MIT 機械工程教授 Nicholas X Fang 與中國科學院、南京工業大學內的研究人員共著,利用製作微晶片所需的聚焦離子束技術,切割僅數十奈米厚的金屬薄膜,並雕出複雜的立體結構。

Fang 提到,以往需要經過非常繁複的步驟、折疊手續才能製作出奈米剪紙,不過本次研究成功大幅簡化過程,一個步驟即可完成,做出各種美麗的圖案。

▲MIT 與中國科學家攜手打造的「奈米剪紙藝術」。(影片/取自 YouTube,若遭移除請見諒)

影片中,金屬薄膜彷彿受到一股神秘力量牽引般,自然而然形成不同花紋,這是怎麼一回事?對此,Fang 解釋,金屬薄膜變形、彎曲的奧秘,就在於切割時使用的離子束。

當低劑量的離子束穿透金屬薄膜時,會在金屬的晶體結構內產生空隙,並使部份離子殘留其中,從而使晶體結構變形,最終導致金屬彎曲;Fang 表示,他們以離子束為剪刀,並藉此將特定圖案寫在這塊金屬薄膜上。



Fang 稱這項技術十分單純,研究團隊已能運用公式計算出不同圖案所需的變量;他補充,這使得人們可透過特定的模型,預測出如何達成期望的效果,「在以前,科學家總是透過『直覺』來創造剪紙模型。」


目前該研究仍處於初步階段,應用層面尚須更多研究;不過 Fang 指出,研究中使用的設備,比以往類似功能的工具小了幾個層級,這部份的進步或許會導致更複雜的光學晶片問世,可用於感測、計算、通訊系統或生物醫學設備等各種領域。

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