EVIDENT顯微圖像大賽首位IOTY材料與工程獎得主專訪

瀏覽次數(shù)：4713　發(fā)布日期：2023-12-28　來源：本站　本站原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處

化學(xué)的藝術(shù)：認識首位IOTY材料科學(xué)與工程學(xué)獎得主

今年夏季，我們公布了第四屆EVIDENT全球顯微圖像大賽（IOTY 2022）的獲獎?wù)呙麊巍＿@是一項表彰全球出色光學(xué)顯微成像的年度競賽。在第四屆的比賽中，我們在生命科學(xué)圖像之外增設(shè)了一個令人興奮的新類別：材料科學(xué)與工程學(xué)獎。

現(xiàn)在，我們很高興與大家分享首位IOTY材料科學(xué)與工程學(xué)獎得主——來自印度的Shyam Rathod獲獎背后的故事。他的獲獎作品展示了一個獨特的主題——治療疣的外用藥物晶粒。我們采訪了Shyam，了解到以巧妙方式捕捉到這樣一幅美麗圖像的幕后故事。

問：您的獲獎圖像展示的是什么？

Shyam：圖片中顯示的是一種外用藥物的微晶粒，它是一種用于治療皮膚疣的水楊酸和乳酸的組合（也稱為去繭劑）。它展示了顯微載玻片上的物質(zhì)在結(jié)晶過程中形成的圖案。

2022年IOTY材料科學(xué)與工程類獲獎作品。由來自印度的Shyam Rathod拍攝。

圖像顯示的是一種名為ABE的治療疣的外用藥物結(jié)晶（該藥在波蘭有售）。液滴被吸管吹到顯微鏡載玻片上，并被拍攝成單幅圖像。使用了延遲片和雙交叉偏振濾光片來突出色彩。

問：您認為該圖像及主題有哪些令人興奮之處？

Shyam：最讓我興奮的是，顯微攝影為我們提供了一扇觀察大自然工作的窗口，因為微觀世界中的大自然用時間和空間呈現(xiàn)出了美妙的圖案。它是藝術(shù)與科學(xué)的融合，用科學(xué)作為媒介來創(chuàng)造藝術(shù)品。

所獲得的圖像從微觀層面展示了拍攝對象之美，模仿了現(xiàn)實世界的美麗圖案。捕捉這樣的圖像不僅需要科學(xué)理解力和藝術(shù)敏銳度，還需要在神奇的瞬間按下“快門”，這需要身體耐力和精神敏銳度。

問：您是如何創(chuàng)作這幅圖片的？

Shyam：創(chuàng)作這幅圖像需要準備載玻片和攝影器材。首先，我在載玻片上滴了一滴水楊酸和乳酸混合的去繭劑。然后用另一張載玻片壓住液滴，輕輕按壓，形成薄薄的一層。

當這一層變干時，它就開始結(jié)晶。我在顯微鏡下觀察了結(jié)晶的過程。晶粒形成過程中可見的只是整個載玻片的一小部分（約1 mm的部分）。然后，我對感興趣的區(qū)域進行成像。在晶粒形成過程中出現(xiàn)美麗圖案的一瞬間，通過點擊安裝在顯微鏡上的照相機快門來捕捉圖像。

所使用的顯微鏡經(jīng)過了偏振改裝（在光路中插入了兩個按尺寸切割的偏振濾光片：一個在鏡頭下，另一個在聚光器下）。顯微相機安裝在三目鏡頭上。物鏡使用的是奧林巴斯LCPlanApo 20倍物鏡。還使用了DIY耦合器，該耦合器是通過3D打印機設(shè)計和制造的。

去繭劑用于在顯微鏡下制作晶粒藝術(shù)品。圖片由Shyam Rathod提供。

問：在拍攝這張圖片時，您遇到了哪些挑戰(zhàn)？

Shyam：藥物在幾秒鐘內(nèi)就會完全結(jié)晶，因此在這么小的時間窗口內(nèi)選擇正確的區(qū)域進行成像是一個挑戰(zhàn)。為了獲得這張照片，我們制備了數(shù)百張測試玻片。延遲片不同轉(zhuǎn)速下的顏色會產(chǎn)生不同的顏色效果，我選擇了最好的一個。

另一個挑戰(zhàn)是在開始顯微照相之前獲得顯微鏡。我必須省吃儉用才能買到一臺顯微鏡。由于我買的顯微鏡沒有偏振鏡，我不得不自己動手，用兩個偏振相機濾光鏡，將它們剪成適合顯微鏡的樣子。為了突出色彩，我還使用了低成本的玻璃紙塑料（延遲片）。獲得最終圖像的過程是非常艱辛的，因為構(gòu)建完整的生態(tài)系統(tǒng)需要歷經(jīng)多年。

問：您為什么選擇這張圖像作為IOTY大賽的參賽作品?

Shyam：這張照片是歷經(jīng)千辛才拍到的。微觀世界中出現(xiàn)的紋理、構(gòu)圖和色彩圖案模仿了外部世界，這是用相機捕捉到的神奇瞬間。我選擇這張照片是因為我覺得它是最美的一張。

問：您想通過這幅圖像傳達一些什么信息？

Shyam：在顯微鏡下的結(jié)晶過程中可以觀察到這一事實：“這個宇宙中沒有什么是永恒不變的，它在不斷演化”。即使在顯微鏡下，大自然也是如此美麗，我們應(yīng)該有一雙善于觀察的眼睛。幸運的是，我們有顯微鏡和不同的鏡頭來窺探微觀世界。我認為，微觀攝影是利用科學(xué)的積極一面，也是向大眾和學(xué)生普及科學(xué)的一種方式。它可以發(fā)展成為一種業(yè)余愛好。

微晶可以用一種化學(xué)物質(zhì)或多種化學(xué)物質(zhì)的組合來獲得，方法是將化學(xué)物質(zhì)溶解在溶液中，或?qū)⒒瘜W(xué)物質(zhì)的粉末在溫控加熱器上熔化。有很多可能性。不同的化學(xué)組合會產(chǎn)生不同的圖案，這些圖案在微觀世界的空間和時間中不斷變化。

晶粒顯微攝影是一門罕見的藝術(shù)。我總覺得通過顯微鏡進入微觀世界是一次冒險。這是一種難得而充實的體驗，也是消磨時間和金錢的好方法。你一定要親自體驗一下。

問：您第一次學(xué)習(xí)使用顯微鏡是什么時候？在什么地方？

Shyam：我小時候在學(xué)校就接觸到了顯微鏡。學(xué)生時代，我買了一臺小型顯微鏡來觀察生物樣品。后來，我停止使用顯微鏡幾十年，直到我加入了由Loes Modderman在Facebook上創(chuàng)建的晶粒藝術(shù)顯微攝影社團（Crystal Art Photomicrography group）才重新開始使用顯微鏡。我還經(jīng)常用望遠鏡觀察天文世界并拍攝天文攝影圖片。

問：您何時受到啟發(fā)想要使用顯微鏡進行藝術(shù)創(chuàng)作的？最初是什么啟發(fā)了您？

Shyam：我非常感謝Loes Modderman社團和所有活躍的成員，尤其是Yogendra Joshi，他們給我寄來了不同的化學(xué)物質(zhì)，讓我在顯微鏡下觀察，從而激發(fā)了我的熱情�？粗诰€社團中其他成員的微晶照片，我深受啟發(fā)，決定繼續(xù)我的微觀世界之旅。我的大部分靈感都來自于這個社區(qū)，美麗的作品讓我保持著濃厚的興趣，并將其轉(zhuǎn)化為我今天的熱情。

顯微鏡下捕捉到的去繭劑結(jié)晶。圖片由Shyam Rathod提供。

問：您使用顯微鏡進行藝術(shù)創(chuàng)作有多長時間了？

Shyam：在過去的三四年里，我一直致力于研究晶粒顯微攝影藝術(shù)。在此之前，我主要用顯微鏡觀察生物樣品，用望遠鏡觀察天體。

問：您覺得顯微鏡最吸引人的地方是什么?

Shyam：顯微鏡是你在這個星球上打發(fā)時間的好方法。它為我們打開了一扇通往微觀世界的窗戶。每個人在“大世界”忙碌之余，都應(yīng)該有機會看看微觀世界。我們已經(jīng)花費了大量資源來創(chuàng)造具有破壞潛力的元素。顯微鏡是觀察創(chuàng)造過程的一種經(jīng)濟實惠的解決方案。我相信顯微鏡可以讓世界重獲美好，因為不同的頭腦會有不同的發(fā)現(xiàn)，從而豐富人類的認知。這就是顯微鏡的魅力所在，除了它所帶來的美感和快感。

問：您的專業(yè)是什么，您的教育背景是什么？

Shyam：我在馬哈拉施特拉邦輸電公司（MSETCL）擔(dān)任副執(zhí)行工程師。MSETCL是馬哈拉施特拉邦政府全資擁有的國家輸電公司（STU），負責(zé)電力傳輸。我擁有印度孟買大學(xué)Veermata Jijabai技術(shù)學(xué)院（VJTI）的電氣工程學(xué)士學(xué)位。