纳米印刷

　　纳米图像印刷技术突破了微电子制作精度的极限（微米级别），把电子和印刷推进到了微观的纳米加工尺度。如今，地地图印刷制作方面，纳米技术的应用——微纳米地图的印刷制作日渐成熟。现简单介绍微纳米地图的分类和制作技术。

1．微纳地图特点与分类

　　普通地图是有选择地以二维或多维形式与手段在平面或球面上表示若干现象的图形或图像，科学地反映出自然和社会经济现象的分布特征。而微纳米地图与地图完全不同，它的尺寸微小，仅几百纳米至数微米。需借助高倍的光学显微设备才能看清地图轮廓，它不包含自然和社会经济现象的信息。

　　微纳米地图是近年来出现的新生事物。微纳米地图可分为平面图（图1）和立体图（图2）。图1是中科院化学所的科学家利用扫描隧道显微镜（STM）探针针尖在石墨表面施加电压，从而刻蚀的平面纳米级中国地图，地图的线粗细约为10μm，整体尺寸为数百纳米。图2是美国IBM公司科学家近日研发的3D纳米世界地图。该图基于高分子聚合物的表面，约22μm×11μm，共包含5 0 万个像素， 每个像素的面积为20μm2。海拔1000m的山脉在图中高度只有8μm，也就是说珠穆朗玛峰在图中也只有64μm高。

　　微纳米地图可分为毫微米量级、微纳米量级以及纳米级的三大类。图3是英国纳米生物咨询中心（BNC）科学家的杰作——世界上最小的毫微米量级的伦敦地铁交通图。使用的材料基体为3mm×2mm的单晶硅，地铁线路宽约几十微米；由牛津激光雕刻系统加工而成。图4 是比利时根特大学光学中心的科学家制作的一张1：10,000亿微纳米量级的世界地图，采用电子显微镜成像，微电子中传统的光学平板印刷技术制作，赤道长约40μm。图5是美国科学家采用电子束在氮化硅薄膜上沉积的钨制作的纳米量级的世界地图，图中赤道长仅230μm。图6是获得2006年台湾微观图像大赛的台湾地区纳米地图，图7是首届国际纳米艺术展的获奖作品的非洲大陆纳米地图。均采用扫描隧道显微镜成像，通过探针施加电流，在钛和硅表面绘制而成，地图尺寸仅几百纳米。其中，图7是两位知名的纳米艺术先驱—— 意大利的A l e s s a n d r oScali和南非的Robin Goode制作的纳米非洲图。制作微纳米地图的材质有半导体、生物、聚合物、金属和碳等多种。半导体材质的纳米地图最为常见。图8是一张生物材质（生物的DNA链条）的纳米中国地图——DNA中国地图。采用的技术为先进的 DNA折纸术，地图的整体尺寸约为几百纳米。

　　微纳米地图的创作机理可分为基于物理方法和基于化学方法的作品。图1~ 8的地图都属于基于化学方法制作的微纳米地图，因为在它们的制作方法中，都涉及到材料的氧化、聚合物的分解、腐蚀冲洗、化学气相沉积或DNA的聚合反应等。图9是完全基于物理方法制作，采用原子力显微镜（AFM）探针针尖在铜晶体表面刻画而成，用AFM成像的纳米台湾地图。该图是2006年台湾微观图像大赛的获奖作品。

[时间：2012-07-05  来源：《印艺》]