美国科学家借助纳米化学技术在世界最小的“画布”上“绘”出莱奥纳多·达·芬奇的名画《蒙娜丽莎》，“画布”宽度仅30微米，相当于一根头发丝的三分之一。

“迷你丽莎”

佐治亚理工学院的研究人员创作这幅画时利用了原子力显微镜和一种名为“热化学纳米光刻（TCNL）”的技术。

研究人员在由美国化学学会期刊《朗缪尔》网络版发表的报告中写道，他们把一个加热悬臂放在作画材料的表面，一个像素、一个像素地生成一系列局部纳米化学反应，实现胺基的化学渐变。每个像素间隔125纳米。

研究人员通过改变每个位置的温度来控制反应生成的分子数量。温度越高，分子浓度越高，阴影越浅，形成“迷你丽莎”的前额和双手。相反，温度越低，阴影越深，“绘”出人像的头发和衣服。

美国福克斯新闻网日前援引报告主要作者、佐治亚理工学院物理学院副教授珍妮弗·柯蒂斯的话报道：“通过改变温度，我们的研究小组控制化学反应，在画布表面产生纳米级的分子浓度变化。反应的空间限制提供了所需的精确度，细微到能够绘出‘迷你丽莎’这样的图画。”

实现渐变

不过，这种技术“绘画”时无法呈现硬朗的线条，因此“迷你丽莎”看起来有些模糊不清，呈现朦胧效果。

研究人员发现，使用其他技术难以在亚微米级实现化学浓度的梯度变化，希望热化学纳米光刻技术能够运用于其他材料，在纳米设备制造中发挥潜力。

柯蒂斯说：“我们设想，热化学纳米光刻能够实现其他物理或化学性质的渐变，譬如石墨烯的导电性。这一技术会有广泛的运用，在纳米电子学、光电学和生物工程学等领域进行前所未有的实验和应用。”

更具优势

柯蒂斯说，这次“绘画”过程中的另一优势是原子力显微镜。这一设备已经相当常见，热控制相对直截了当，因此能进入学术和工业实验室。

为了让热化学纳米光刻术更好地运用于纳米设备制造，佐治亚理工学院的研究人员最近把5个加热悬臂合成纳米阵列，以提高“绘画”效率。

现阶段而言，热化学纳米光刻术比其他现有技术更具优势。提供同样高的空间分辨率，即便只有一个加热悬臂，它的速度也快于其他技术。柯蒂斯说，希望这一技术能为纳米打印提供新的选择，用于那些大10亿倍以上的大表面或日常材料。