化学的艺术：认识首位IOTY材料科学与工程学奖得主
2024-01-15109
今年八月，我们公布了第四届EVIDENT全球显微图像大赛（IOTY 2022）的获奖者名单。这是一项表彰全球出色光学显微成像的年度竞赛。在第四届的比赛中，我们在生命科学图像之外增设了一个令人兴奋的新类别：材料科学与工程学奖。现在，我们很高兴与大家分享首位IOTY材料科学与工程学奖得主——来自印度的Shyam Rathod获奖背后的故事。他的获奖作品展示了一个独特的主题——治疗疣的外用药物晶粒。我们采访了Shyam，了解到以巧妙方式捕捉到这样一幅美丽图像的幕后故事。
问：您的获奖图像展示的是什么？
Shyam：图片中显示的是一种外用药物的微晶粒，它是一种用于治疗皮肤疣的水杨酸和乳酸的组合（也称为去茧剂）。它展示了显微载玻片上的物质在结晶过程中形成的图案。
2022年IOTY材料科学与工程类获奖作品。由来自印度的Shyam Rathod拍摄。图像显示的是一种名为ABE的治疗疣的外用药物结晶（该药在波兰有售）。液滴被吸管吹到显微镜载玻片上，并被拍摄成单幅图像。使用了延迟片和双交叉偏振滤光片来突出色彩。
问：您认为该图像及主题有哪些令人兴奋之处？
Shyam：Z让我兴奋的是，显微摄影为我们提供了一扇观察大自然工作的窗口，因为微观世界中的大自然用时间和空间呈现出了美妙的图案。它是艺术与科学的融合，用科学作为媒介来创造艺术品。所获得的图像从微观层面展示了拍摄对象之美，模仿了现实世界的美丽图案。捕捉这样的图像不仅需要科学理解力和艺术敏锐度，还需要在神奇的瞬间按下“快门”，这需要身体耐力和精神敏锐度。
问：您是如何创作这幅图片的？
Shyam：创作这幅图像需要准备载玻片和摄影器材。首先，我在载玻片上滴了一滴水杨酸和乳酸混合的去茧剂。然后用另一张载玻片压住液滴，轻轻按压，形成薄薄的一层。当这一层变干时，它就开始结晶。我在显微镜下观察了结晶的过程。晶粒形成过程中可见的只是整个载玻片的一小部分（约1 mm的部分）。然后，我对感兴趣的区域进行成像。在晶粒形成过程中出现美丽图案的一瞬间，通过点击安装在显微镜上的照相机快门来捕捉图像。所使用的显微镜经过了偏振改装（在光路中插入了两个按尺寸切割的偏振滤光片：一个在镜头下，另一个在聚光器下）。显微相机安装在三目镜头上。物镜使用的是奥林巴斯LCPlanApo 20倍物镜。还使用了DIY耦合器，该耦合器是通过3D打印机设计和制造的。去茧剂用于在显微镜下制作晶粒艺术品。图片由Shyam Rathod提供。
问：在拍摄这张图片时，您遇到了哪些挑战？
Shyam：药物在几秒钟内就会完全结晶，因此在这么小的时间窗口内选择正确的区域进行成像是一个挑战。为了获得这张照片，我们制备了数百张测试玻片。延迟片不同转速下的颜色会产生不同的颜色效果，我选择了Z好的一个。另一个挑战是在开始显微照相之前获得显微镜。我必须省吃俭用才能买到一台显微镜。由于我买的显微镜没有偏振镜，我不得不自己动手，用两个偏振相机滤光镜，将它们剪成适合显微镜的样子。为了突出色彩，我还使用了低成本的玻璃纸塑料（延迟片）。获得Z终图像的过程是非常艰辛的，因为构建完整的生态系统需要历经多年。问：您为什么选择这张图像作为IOTY大赛的参赛作品?
Shyam：这张照片是历经千辛才拍到的。微观世界中出现的纹理、构图和色彩图案模仿了外部世界，这是用相机捕捉到的神奇瞬间。我选择这张照片是因为我觉得它是Z美的一张。问：您想通过这幅图像传达一些什么信息？
Shyam：在显微镜下的结晶过程中可以观察到这一事实：“这个宇宙中没有什么是永恒不变的，它在不断演化”。即使在显微镜下，大自然也是如此美丽，我们应该有一双善于观察的眼睛。幸运的是，我们有显微镜和不同的镜头来窥探微观世界。我认为，微观摄影是利用科学的积极一面，也是向大众和学生普及科学的一种方式。它可以发展成为一种业余爱好。微晶可以用一种化学物质或多种化学物质的组合来获得，方法是将化学物质溶解在溶液中，或将化学物质的粉末在温控加热器上熔化。有很多可能性。不同的化学组合会产生不同的图案，这些图案在微观世界的空间和时间中不断变化。晶粒显微摄影是一门罕见的艺术。我总觉得通过显微镜进入微观世界是一次冒险。这是一种难得而充实的体验，也是消磨时间和金钱的好方法。你一定要亲自体验一下。问：您第一次学习使用显微镜是什么时候？在什么地方？
Shyam：我小时候在学校就接触到了显微镜。学生时代，我买了一台小型显微镜来观察生物样品。后来，我停止使用显微镜几十年，直到我加入了由Loes Modderman在Facebook上创建的晶粒艺术显微摄影社团（Crystal Art Photomicrography group）才重新开始使用显微镜。我还经常用望远镜观察天文世界并拍摄天文摄影图片。问：您何时受到启发想要使用显微镜进行艺术创作的？Z初是什么启发了您？
Shyam：我非常感谢Loes Modderman社团和所有活跃的成员，尤其是Yogendra Joshi，他们给我寄来了不同的化学物质，让我在显微镜下观察，从而激发了我的热情。看着在线社团中其他成员的微晶照片，我深受启发，决定继续我的微观世界之旅。我的大部分灵感都来自于这个社区，美丽的作品让我保持着浓厚的兴趣，并将其转化为我今天的热情。
显微镜下捕捉到的去茧剂结晶。图片由Shyam Rathod提供。
问：您使用显微镜进行艺术创作有多长时间了？
Shyam：在过去的三四年里，我一直致力于研究晶粒显微摄影艺术。在此之前，我主要用显微镜观察生物样品，用望远镜观察天体。问：您觉得显微镜Z吸引人的地方是什么?
Shyam：显微镜是你在这个星球上打发时间的好方法。它为我们打开了一扇通往微观世界的窗户。每个人在“大世界”忙碌之余，都应该有机会看看微观世界。我们已经花费了大量资源来创造具有破坏潜力的元素。显微镜是观察创造过程的一种经济实惠的解决方案。我相信显微镜可以让世界重获美好，因为不同的头脑会有不同的发现，从而丰富人类的认知。这就是显微镜的魅力所在，除了它所带来的美感和快感。问：您的专业是什么，您的教育背景是什么？
Shyam：我在马哈拉施特拉邦输电公司（MSETCL）担任副执行工程师。MSETCL是马哈拉施特拉邦政府全资拥有的国家输电公司（STU），负责电力传输。我拥有印度孟买大学Veermata Jijabai技术学院（VJTI）的电气工程学士学位。问：您的职业可以接触到成像吗，还是显微摄影对您来说更像是一种业余爱好、艺术形式或是狂热爱好？
Shyam：我的专业与成像没有交集。我一直把显微摄影作为工作之余和周末的爱好。我的职业是我的职责所在，显微摄影是我追求幸福的激情所在。
在偏振光下用相机闪光灯拍摄的显微图像，展示了扑热息痛和尿素的融化过程。图片由Shyam Rathod提供。
问：您目前在专业和艺术方面从事什么项目?
Shyam：在我的显微摄影中，我一直在使用不同的化学物质来制作晶粒。我正在慢慢转向使用不同的技术和化学品制作晶粒生长的视频。问：关于您参加IOTY竞赛的经历，您还有什么想分享的吗？
Shyam：我很高兴获得IOTY材料科学与工程学奖的奖品——SZ61体视显微镜。我从来没有想过有机会获得如此精美的显微镜。它非常准确，适合成像。SZ61体视显微镜
我高度赞赏Evident所做的工作，隐藏在小城镇的一间小房子里，因为Evident，我捕捉到的微观世界中的艺术作品可以被世人所知！IOTY竞赛将激励更多人。对于那些像我一样苦于找不到合适的显微镜设备来实现梦想的人来说，这也可能是一个解决方案。Evident第五届IOTY大赛即将在2024年举行！如果您有兴趣创作和分享自己的图像，敬请关注我们的公众号，抢先了解我们下一届图像大赛的详情！敬请关注我们的视频号：
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