科學藝術微觀攝影大賽：嬰兒烏賊奪冠

據英國《新科學家》雜誌網站報導，美國普林斯頓大學日前舉辦科學藝術微觀攝影展，參賽作品均為顯微鏡下的微觀世界。這次攝影展秉承了義大利著名藝術家達芬齊的名言：“研究藝術的科學和科學的藝術”。

以下是一組獲獎的科學藝術微觀攝影作品：

1、嬰兒烏賊




攝影師：克萊斯特-尼爾森

這張照片獲得本次科學藝術攝影大賽的一等獎。本圖是尼爾森採用顯微鏡拍攝下來的烏賊晶胚照片。烏賊為雌雄異體，外形上區別並不明顯。生殖方式為體外受精，直接發育。雌性烏賊有一個卵巢，由體腔上皮發育形成，位內臟團後端生殖腔中。卵成熟後落在腔內，由粗大的輸卵管輸出，管末端細，雌性生殖初開口於鰓基部前方外套腔內。雄性烏賊有一個精巢，位於身體後端的生殖腔中，來源於體腔上皮，由許多小管集成，精子成熟後，由小管落入生殖腔中。在海洋生物中，烏賊的游泳速度非常快。與一般的魚靠鰭游泳不同，它是靠肚皮上的漏斗管噴水的反作用力飛速前進，其噴射能力就象火箭發射一樣，它可以使烏賊從深海中躍起，跳出水面高達數米。

2、心形線蟲




攝影師：馬克奧-西奧卡

這張照片獲得本次科學藝術攝影大賽的三等獎。圖中的心形蠕蟲是一種典型的模式生物“秀麗隱桿線蟲”。西奧卡採用一種免疫熒光顯微鏡方法去研究模式生物進化中不對稱細胞分裂過程。線蟲主要生活在土壤的間水層，成蟲體全長只有0.1公分左右，因為主以細菌為食物，所以在實驗室中極易培養。又因為它幾乎全身透明，研究時不需要另外染色即可在顯微鏡下看到線蟲體內的器官如腸道、生殖腺等。如果使用高倍相位差顯微鏡，甚至還可以觀察到線蟲的單一細胞。

3、漩渦華爾茲




攝影師：盧克-彼德森

圖中看到是兩個流體漩渦相互吸引、旋轉和融合的奇妙圖像。這種自然行為感應現象到處都有，從大氣雲圖的產生到核聚變裝置的運行。最開始是兩個漩渦中心(圖中暗紅色部分)，隨著螺旋紋和衝擊波擴散到整個背景流體，最後兩個漩渦互相環繞、互相結合。在圖中，二維液態漩渦彼此吸引，形成旋渦並融合形成涌動的華爾茲舞蹈。這種具有視覺衝擊效果的天然效應可形成於大氣層的氣候變化、核子融合裝置的實驗操作中。先進數字運算法則和高性能的超級計算機將詳細地顯示渦流的模擬動態狀況。

4、高能離子束




攝影師：德米特裡-戴勒夫

本圖看起來有些像粗俗的性器官，但其實並非如此。當超強激光束射到金箔之上時，就會發生如此有趣的現象，會形成了美麗的金泡泡。這種泡泡形成過程可用於加速高能離子束，從而用於切除腫瘤細胞治療癌症。科學家們常用的粒子加速器是利用電場來推動帶電粒子，以使得它們獲得高能量。日常生活中常見的粒子加速器有電視及X光等設施。被加速的粒子置於抽真空的管中，才不會被空氣中的分子所撞擊而潰散。在高能加速器裡的粒子使用四極磁鐵聚焦成束，粒子才不會因為彼此間產生的排斥力而散開。粒子加速器有兩種基本型號，即環形加速器和直線加速器。

5、水泥花




攝影師：霍普-科諾莉

科諾莉一直在致力尋找一種在不破壞水泥微觀結構的前提下使其凝固的最好方法。她將水泥樣本放在溫度高達105攝氏度的烤箱內，於是就形成了如圖所示的水泥花，“花瓣”和“蓓蕾”清晰可見。 

6、光線偏離




攝影師：喬齊姆-瓦博斯岡斯

由於引力透鏡的作用，當光線靠近一個宇宙天體時會改變其方向，因此恆星和行星通常可用作“顯微透鏡”。瓦博斯岡斯就是利用這種原理計算光線的偏離。這個二維圖像的色彩表達出光射線的密度，輪廓鮮明的“腐蝕性”具有非常高的放大倍率。當一個背景恆星移動穿越這樣的光射線時，我們能夠使用望遠鏡測量出可變亮度，推論出暗物質的特性，或者發現太陽系外行星。這種顯微透鏡圖像顯示出一個遙遠“類星體”的放大倍率，這種圖像可以是中介星系中許多恆星產生光線偏離形成的。

7、飛行的硫酸鹽晶體




攝影師：羅薩-伊品諾薩

本圖是採用光學顯微鏡拍攝下來的晶體成長的過程。當硫酸鎂溶液冷卻時，於是就形成了瀉利鹽晶體和六水瀉鹽晶體。硫酸鹽礦物是金屬元素陽離子和硫酸根相化合而成的鹽類。由於硫是一種變價元素，在自然界它可以呈不同的價態形成不同的礦物。由於大多數硫酸鹽晶體都含有水，使得其最突出的物理性質就是硬度低，一般在2至3.5之間。另外，這種晶體的顏色一般為無色或者白色，比重一般也不大。硫酸鹽礦物的形成需要有氧濃度大和低溫的條件，因此地表部分是最適宜於形成硫酸鹽礦物的地方。在此類礦物中，外生成因遠比內生成因顯得更為重要。

8、太陽能電池




攝影師：RR-倫特

有機電子學的發展為光電應用提供了保障。本圖就是有機太陽能電池的照片。兩個月亮形的圓圈就是金屬陰極，那些薄膜的熱退火效能通常可以提高能量轉化效率。太陽能電池目前被廣泛應用在軍事、航天、工業和通信等各行業和部門，尤其可以分散地在邊遠地區、高山或者沙漠海島使用，以節省造價昂貴的輸電線路。在目前階段，太陽能電池的成本還很高。但從長遠來看，隨著太陽能電池製造技術的改進以及新的光—電轉換裝置的發明，各國對環境的保護和對再生清潔能源的巨大需求。太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法，可以為人類未來大規模地利用太陽能開闢廣闊的前景。

9、熱電轉化裝置




攝影師：布魯斯-阿爾德曼

本圖顯示的是直接將熱能轉化成電能的實驗設備。這種設備在實際應用中可以將任何高溫損耗熱量轉化為有用的電能。圖片左側的是一個熱電極，它像任何發熱金屬一樣，該熱電極表面覆蓋著電鍍層，如果它接觸到冰凍的物體表面，便會產生電能。然而在一般情況下，在高溫熱電極下卻很少產生電流。熱電轉換材料是一種可以將熱能和電能相互轉換的材料。目前常用的熱電轉換材料多以重金屬鉍、銻和鉛等為原料，這些原料不僅在自然界含量少、熔點低，而且還有劇毒，這在很大程度上影響了真正的實用化。

10、激光熱成像圖




攝影師：法蒂瑪-圖爾

本圖是量子級聯激光器光線的熱成像圖。圓形窗口中心的那個明亮小點就是激光光線。由於波長原因，量子級聯激光器的光線通常不可見。通過熱成像相機，才拍下如此迷人的激光圖。激光熱成像儀具有不同於其它夜視儀的獨特優點，如可在霧、雨和雪的天氣下工作，作用距離遠，能識別偽裝和抗干擾等，已成為夜視裝備的發展重點，並將在一定成度上取代微光夜視儀。