化学是研讨物质的结构、组成、变更和性质的学科。说到化学家,或许就是“衣着白大褂,满是化学分子式,左手拿着烧杯,右手拿着试管”这样的形象会立刻出往常人们的大脑中。 科学是严肃的,但也很有趣。信不信由你,一些科学家的确很有诙谐感。接下来,我们将向您展示一些奇特的化学分子,让您真正领略分子艺术的魅力。 人形分子 说到类人,我们不得不提到一个人,利兹大学的化学家托尼教授。托尼教授的主要研讨方向是有机化学,有一篇文章叫《拟人分子的合成》(synthesis of Anthropomorphic Molecules),使他名声大噪。这篇文章引见了几对手舞足蹈、跳着拉丁舞的“男女”分子表白式。分子图像的生动性和机智性压倒了论文自身,使其成为整篇文章的亮点。 事实上,托尼教授发表的类人分子属于一类被称为“纳米莆田”的化学分子。这些分子最大的特性是分子结构看起来像人类的形象,这不由让人想起格列佛游记中描画的小人国居民。 纳米莆田分子是一个大类拟人分子,但它们的基本方式却是一种被称为“纳米儿童”的分子构型。当“纳米儿童”分子溶解在乙醇溶液中加热后,经过化学反响,常常会得到其他不同方式的人体分子,如“纳米运发起”、“纳米皇后”、“纳米医生”、“纳米面包师”等。 除了纳米莆田分子,经过丰厚的想象力,相似释迦牟尼和嬉皮士的分子也被化学家发现。 “分子动物园” 在发明人与动物的宏观世界的同时,仔细的上帝似乎也不会遗忘微观世界。随着人类对物质分子结构认识的加深,像上帝发明的动物一样的分子被感兴味的化学家们相继发现。有的像海马,有的像青蛙,有的像章鱼,有的像企鹅,假如把这些“动物”列出来,就足以树立一个种类繁多的“分子动物园”。 蚂蚱酮是从蝗虫体内提取的一种用于其自身防御的分泌物,用于自身防御。这是科学家们费尽心机在田里捕获蝗虫、并惹恼它们再从它们身上“挤奶”得到的物质。可能专注的科学家太累了而不想再绞尽脑汁对它中止系统命名,所以他们运用了一个有创意的名字——蚂蚱酮。但是,认真察看蚱蜢酮分子的结构与蝗虫十分相似。 有一种叫做“小狗烯”的有机化合物。有机化合物的分子外形相似于狗,是一种具有香味的有机化合物。它最初是由化学家蒂姆·理查德发现并命名的。事实上,除了分子外形与狗相似外,“小狗烯”简直与狗没有关系。 除了上面提到的“海马”分子、“青蛙”分子、“章鱼”分子、“企鹅”分子、“蚱蜢”分子和“小狗”分子外,还有很多在水中游泳、在地上奔驰、在天上飞翔的“分子动物”,好比埋头工作的奶牛,吐舌头的毒蛇、孵鹅、飞鸟、寻食的小鸡、长颈鹿等。 分形分子艺术 自相似性是指每一个小的部分都具有与整体相同的外形。自然界中,许多植物和微生物的自发作长结构具有自相似性,如蕨类植物,一种典型的自相似结构植物。自相似外形在数学上称为分形。具有分形特征的几何图案常常具有很高的艺术鉴赏力。 往常,科学家曾经能够制造出许多具有分形结构的分子。这里,最典型的是一组称为树状大分子的有机分子。树枝状大分子是具有三维结构的多分支大分子,能够由中心向外延伸合成。这种合成措施使人们能够在不同的部位设计树状大分子的结构,因而在光电子器件范畴惹起了人们的关注。 从艺术家的角度来看,树枝状大分子的分子结构是共同和圆满的。有的像徽章,有的像花,有的像树,个个骨子里透着灵气。 值得一提的是,国际顶级杂志《科学》也报道了一种具有分形特征的六边形分子。此外,也有学者将这种分形分子归类为分子艺术的范畴。 理论化学研讨中的分子艺术 假如你以为化学家应该整天在实验室里做实验,那你就错了。近年来,随着理论化学和计算机技术的展开,应用计算机模仿分子的电子散布和分子构型变更,已成为化学家研讨物质性质的重要伎俩。 研讨发现,许多分子图像的计算机模仿结果不只光彩耀眼,而且有趣,可谓“绘画”的最佳艺术作品。 自然界中有许多小的有机分子。理论化学家用一个叫做量子化学的软件来模仿一个分子,发现它的分子振动相似于一根松枝;另一个杯形分子的模仿结果得到了传说中的“九龙杯”图像 当然,在分子模仿中也能够得到与我们理想生活接近的“物体”(分子),如女孩的发带、游泳圈、鲜花、麻花等。 实践生活中的分子艺术 假如留心的话,你会发现,分子艺术实践上就在你身边。 |