提到艺术家的工具。您会想到颜料和画布，还是凿子和石头？那么，您可能会对晶粒艺术显微摄影感到惊讶，这是一种出人意料的、用显微镜对晶粒进行成像的艺术。通过显微镜镜头观察晶粒，这种工艺可以突出晶粒的美丽色彩、纹理和图案。
请欣赏上面的这幅图像。乍一看，它可能很像一幅抽象画。然而，它实际展示的是一种治疗疣的外用药物晶体，也被称为去茧剂。显微镜载玻片上的物质在结晶过程中形成的美丽图案昭然可见。
这幅图像是我用一台经过偏光改装的显微镜拍摄的，我很高兴地告诉大家，它赢得了Evident2022年全球显微图像大赛的材料科学与工程类奖项！请点击这里了解有关获奖图像的更多信息。如果您想知道如何获得类似图像，请继续阅读晶粒艺术显微摄影的一些入门技巧。
Shyam Rathod手持2022年全球显微图像大赛材料科学奖奖杯。
用偏振光照亮晶粒的隐秘世界
晶粒艺术显微摄影包括使用偏光显微镜和创新性技术，在显微镜载玻片上铺一层薄薄的晶粒。对显微镜载玻片上的适当区域进行成像，根据物镜的放大倍率，该区域的尺寸约为1×1毫米或更小。
时机也很重要，因为必须在结晶过程中出现美丽图案的准确时刻按下相机。每次晶粒形成时，形状、纹理和图案都会有所不同，因此您不会获得两幅完全相同的图像。这使得所有图像都具有独特的美感。
我们正在欣赏的是海洋吗？这幅图像实际上是熔化的赤藓糖醇，一种人造甜味剂。在熔化过程中，气泡会留驻在晶粒当中，并在晶粒内部凝固，形成类似腔室的结构。图像承蒙Shyam
Rathod提供。
使用偏振光观察晶粒的6个理由
偏光显微镜是拍摄美丽多彩的晶粒图像的关键设备之一，让我们来了解一下它背后的科学与艺术。偏光显微镜是观察晶粒的重要工具，主要有以下几个原因：
1.双折射探测
许多晶粒都呈现双折射现象，即晶粒将光线分成两条以不同速度传播的光线，从而产生两种图像。偏光显微镜及其偏光滤光片就是专为探测和分析这种特性而设计的。
2.对比度增强
偏振光可增强晶粒与背景之间的对比度，从而更容易观察晶粒内部的细节和结构。这对透明或半透明晶体尤其实用。
正常光线（左）和偏振光（右）下的微晶体图像。图像承蒙Shyam Rathod提供。
3.光学特性分析
使用偏振光可以详细研究晶粒的光学特性，包括晶粒折射率和光学方向。这些信息对于识别和鉴定不同类型的晶粒至关重要。
4.应力分析
在材料科学领域，偏光显微镜有助于观察晶粒内部的应力模式。这在矿物学和材料工程学等领域尤为重要，因为在这些领域，很关键的一点是要了解材料的内部应力。
5.观察干涉色
在偏振光下，某些晶粒会因干涉效应而呈现独特的颜色。可借助这种现象识别某些矿物，进一步了解晶粒结构。
6.矿物鉴定
在地质学和矿物学中，偏光显微镜是识别矿物的标准工具。许多矿物在偏振光下具有独特的光学特性，有助于对其进行识别。
正如上文所强调的，偏光显微镜是研究晶粒的宝贵工具，可提供更高的清晰度、对光学特性的详细分析，以及对晶粒材料内部结构和应力模式的独特见解。
正是所有这些优势，使其成为晶粒艺术显微摄影的优质工具。如果手边没有偏光显微镜，也可以自己动手设置成像系统，如下所述。
捕获微晶体彩色图像所需的设备
建议的系统设置包括：
1.偏光显微镜
虽然专用的偏光显微镜就可以，但我将一台三目镜筒显微镜改装成了偏光显微镜。为此，我在光路中插入了两个按尺寸切割的偏光滤光片：一个在镜头下，另一个在聚光器下。
有时，我还会使用一种低成本的玻璃纸塑料（延缓器）来突出色彩。旋转延缓器可以使图案呈现出不同的颜色。您可以使用薄如CD封面的塑料片制作延缓器，也可以使用不同的塑料进行尝试。有些人使用云母片，但价格低廉的塑料效果也很好。
溶解在伏特加酒中的β-丙氨酸和左旋谷氨酰胺。图像展示了同一载玻片上的延缓器以不同角度旋转，从而使图案呈现出不同的颜色。图像承蒙Shyam Rathod提供。
2.成像系统
将数码显微相机通过USB线缆连接到笔记本电脑，通过软件进行控制。我使用桌面成像应用来查看、编辑和控制摄像头。机械耦合器可以将摄像头与显微镜头连接起来。在我的设置中，我用3D打印机设计并制作了一个DIY耦合器。我需要一个主光源，例如显微镜的内置光源，最好是LED白光，或者DIY闪光灯。
连接摄像头和显微镜头的3D打印耦合器。图像承蒙Shyam Rathod提供。
3.纯化学物质
您可以通过两种方法使用化学物质（或各种化学物质的组合）获得微晶体：将化学物质溶解在溶液中，或在温控加热器上熔化化学物质粉末。
以下是对这两种方法的概述：
- 通过先加热后冷却的方式直接熔化纯化学物质。可参考德国Peter Juzak的熔化方法。我用来熔化晶粒的化学物质有尿素、对乙酰氨基酚、硫磺、醋酸铵、咖啡因、薄荷醇和肌醇。
- 将化学物质溶解在水或酒精中。可参考荷兰Loes Modderman的溶解、加热和冷却方法。大多数化学物质都能溶解于自来水，因此有多种多样的化学物质可以使用。您还可以尝试使用伏特加或乙醇代替水作为溶剂。
使用不同的化学物质进行组合或调整化学物质比例会创造出不同的图案，所以请发挥您的创意！除了化学物质，您还需要一些显微镜载玻片和盖玻片，以便在成像过程中固定物质。您可以用盖玻片将晶粒压平，创造出新的图案。
这不是一幅飞溅艺术画！图像展示了显微镜下捕获的熔化后的硫磺。每次熔化硫磺并下压盖玻片时，玻片下的晶粒厚度都会被压缩，从而呈现更多美丽的图案和色彩。图像承蒙Shyam Rathod提供。
虽然这看起来就像一幅沙漠中沙丘的绘画，但它实际上是溶解在伏特加中的β-丙氨酸和左旋谷氨酰胺(BA-LG)微晶体。图像承蒙Shyam Rathod提供。
4.带温度控制功能的加热器
将放置了化学物质的载玻片加热到所需的温度对避免化学物质过热或导致其沸腾、蒸发或燃烧至关重要。此外，不同化学物质的熔点各不相同。我有一个加热器，其温度范围为50°C至300°C。
用于熔化晶粒艺术显微摄影中使用的化学物质的温控加热器。图像承蒙Shyam Rathod提供。
使用晶粒创作显微镜艺术的其他建议
我始终认为，通往其他世界的最佳途径是借助更小而非更大的化学物质。如果您想探索隐藏在微观世界中的艺术，那就试试晶粒艺术显微摄影吧！如需更多指导，请加入由Loes
Modderman在Facebook上创建的晶粒艺术显微摄影小组，在那里您可以向其他显微镜专家学习这门罕见的艺术。也许您会在那里找到灵感，创作出自己的艺术作品。
