人類書寫和繪畫的歷史可以追溯到至少3萬年前，但“在液體中寫字”卻一直是個難題。據(jù)最新發(fā)表在納米材料領(lǐng)域旗艦期刊《Small》雜志上的論文，一個由德國物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊找到了一種在水和其他液體基質(zhì)中寫字的獨特方法。

使用離子交換珠作為“筆”在水中繪制的圖案。圖片來源：美國科技博客媒體Ars Technica

眾所周知，水不是一種書寫媒介，這是因為墨水不斷地移動和旋轉(zhuǎn)，很快就會在水中擴(kuò)散開，無法形成結(jié)構(gòu)。以前的研究可使用掃描探針光刻技術(shù)在浸沒于液體中的自組裝單分子膜上“書寫”；現(xiàn)在也有商用石板可供潛水員進(jìn)行水下寫字。然而，所有這些方法仍然依賴于襯底。

此次，研究團(tuán)隊想要設(shè)計出一種真正“在液體中寫字”的方法。這樣的方法必須能防止繪制線條快速擴(kuò)散，并且書寫者需要一支非常小的“筆”，當(dāng)它在液體介質(zhì)中移動時，不會激起太多的湍流。因為在液體中，移動的對象越小，產(chǎn)生的漩渦或渦流就越少。

團(tuán)隊的解決方案是：將墨水直接放入水中，并使用由離子交換樹脂材料制成的微珠作為筆，直徑在20—50微米之間，完全不會產(chǎn)生漩渦。

這種珠子通過改變水的局部酸堿度來“寫字”，能將墨水顆粒吸引到這些區(qū)域。當(dāng)傾斜水槽時，珠子中的墨水顆粒就會沿著軌跡移動，描繪出想要的字母或字符，因此在水中“寫”一封信也是有可能的。

在一個硬幣大小的水槽中，研究人員繪制出簡單的像房子一樣的圖案，大小和18號字體的“I”字符一樣大，能在顯微鏡下觀察。

研究人員表示，盡管這項技術(shù)還處于起步階段，但它開辟了一系列可能性，例如，該技術(shù)有可能擴(kuò)展到其他類型的筆，通過激光加熱的筆可以自己在水中穿行；這種機(jī)制也可以用來在流體中產(chǎn)生高度復(fù)雜的密度圖案。

在歷史長河中，藝術(shù)的演變源遠(yuǎn)流長，而這種新的方法為書寫、繪畫和流體構(gòu)圖開辟了一條“多才多藝”的途徑，甚至可應(yīng)用于微尺度上。