K尼科尔斯把她精致的脸靠在加州大学伯克利分校实验室化学通风柜的玻璃上，凝视着一个装满淡黄色液体的烧杯——“就像一个水分充足的人的尿，”她笑着说。黄色的是新一批银纳米颗粒。在接下来的一周，液体会变成绿色，然后是绿松石，然后是蓝色，因为在时间和荧光灯的影响下，粒子的形状会从球体变成棱镜。在纳米技术实验室的其他地方，博士后和研究生正在合成纳米粒子，用于人工光合作用和量子点数字显示器的研究。但不是尼科尔斯。她不是一位科学家，而是一位为色彩着迷的艺术家。
大约15英里外，在她位于旧金山教会区(Mission District)的工作室里，色彩鲜艳的颜料放在一个拥挤的架子上，旁边是她在实验室里制作的纳米颜料:几瓶淡黄色和棕色的溶液，含有不同大小和浓度的银纳米粒子。在附近的墙上，对着一幅巨大的鱼鳞油画，挂着一组她称之为“Figments”的小雕塑。每一个都是由两块覆盖着纳米颗粒涂料的三角形玻璃组成，并由铰链连接。它们看起来就像怪异的鸟，或者是变异的蝴蝶，会根据周围的光线和观察者的角度变亮或变暗，所以它们似乎在知觉知觉中编织。
从某种意义上说，她工作室里的场景与文艺复兴时期一位尝试新色彩的画家在灯光下工作的场景并无太大不同。“很多色素都是意外发现的，”该书作者菲利普·鲍尔解释说《光明大地:艺术与色彩的发明》．“我们现在了解了这些机制，但那时还需要动手实验。尼科尔斯现在似乎在用这些纳米材料做同样的事情。”不过，恐怕没有哪个文艺复兴时期的画家有过这样的学徒经历:34岁的尼科尔斯在一个世界级的纳米技术实验室做了7年的驻留艺术家，掌握了具有技术挑战性的合成技术，并学习了胶体化学和光学物理学。在这个过程中，她不仅改变了自己的艺术，也改变了她看待色彩本身的方式。
N伊科尔斯从工作室到实验室的旅程，被她所说的“近乎疯狂的模仿强迫症”所驱动。作为一名年轻的形象画家，她对北方文艺复兴时期的画家捕捉人类皮肤光泽的能力感到好奇。因此，2002年，她离开凯尼恩学院(Kenyon College)，在旧金山师从艺术家威尔·威尔逊(Will Wilson)，学习15世纪的油画和绘画制作技术。她学会了用亚麻籽油、氧化铅和乳香树脂混合颜料来制作自己的颜料，沿革了几个世纪的古老配方。
就在这个时候，尼科尔斯开始关注大闪蝶。她被它闪烁的蓝绿色的彩虹色迷住了——当昆虫在空中飞过时，色彩就会微妙地变化——她渴望在她的画布上捕捉到这大自然的光辉奇迹。但如何?她记得一位数学教授在大学里对她解释过:大闪蝶的颜色是有结构的。它不是由色素沉着引起的，而是由于光线从嵌在翅膀中的纳米结构散射而产生的。
颜料根据其化学成分吸收特定的光带宽;任何没有被吸收的东西都会被反射，正是这种反射的光决定了我们所感知到的颜色。结构颜色不是化学:相反,微小结构,通常小于一个波长的光,重定向和光波慢下来,使它们相互干扰的方式取决于形状,大小,和间距的散射结构,以及入射光的角度和观察者的位置。在大闪蝶中，这些结构最能散射蓝光;当蝴蝶移动时，它的颜色会闪烁，并转变为较浅或较深的蓝色，产生彩虹色。孔雀羽毛、鱼鳞和甲虫外壳上也有结构色彩。
“我认为科学家的个人旅程与艺术家的经历非常相似。他们每个人都必须努力寻找真正的美丽。”
尼科尔斯往往对，而在她的工作室画的电台，并在2007年听说在NPR纳米技术的研究进展报告。她开始怀疑，是否有可能使纳米材料在实验室中，将允许她使用结构颜色她的艺术。用她的油技术，她已经可以画一个蝴蝶形态的逼真描绘，但她想更深入的模仿：从光纳米结构类似于那些在蝴蝶的翅膀的相互作用产生的蓝色。
一时兴起，她给加州大学伯克利分校的纳米技术专家保罗·阿里维萨托斯写了封信。令她惊讶的是，仅仅一次采访之后，他就邀请她加入他的实验室作为常驻艺术家。阿里维萨托斯告诉我，与尼科尔斯较量“非常容易”。“我认为科学家的个人旅程与艺术家的经历非常相似。他们每个人都必须努力寻找真正的美丽。我总是尊重那些喜欢完成这些任务的人。”
不过，当阿里维萨托斯第一次带她参观湿实验室，并意识到她以前从未进过实验室时，他“认为她可能会临场退缩”。同时也是劳伦斯伯克利国家实验室主任的Alivisatos说，合成纳米材料的技术“要求相当高”。“但她非常坚持。”
2008年末加入实验室后，尼科尔斯花了很长时间跟随“非常慷慨”的研究生和博士后。吉尔·米尔斯顿就是其中之一，她现在是匹兹堡大学的化学助理教授。尼科尔斯当时27岁，高中毕业后就再没学过化学。但米尔斯顿说，她“很快就发现了所有的细微差别”，从数学计算到移液管技术。米尔斯顿补充说:“她接受了科学的语言和我们解决问题的精神。”这让她融入了整个实验室。作为一名艺术家，她并不出众。”尼科尔斯说，她发现实验室的学习过程“类似于她当画家学徒的经历”。
她训练的核心是纳米颗粒，这是一种通常在1到100纳米(一米的十亿分之一)之间的微小颗粒。从这个无限小的领域来看，一个水分子大约是0.3纳米;一根头发大约有90000纳米宽。金属(如银或金)或半导体(如硫化镉或硅)的纳米颗粒显示出不同的电、物理和(尼克尔斯特别感兴趣的)光学特性。此外，它们与光的相互作用方式可以通过改变它们的大小和形状来控制。以可控、可重复的方式制作这样的微小结构，需要理论和技术、物理和化学的结合，以及对细节的细致关注。尼科尔斯明白，她有机会创造出一种材料，作为“纳米世界和可视世界之间的桥梁”，但她却从零开始。
这就像一种探索。你明白，然后又不明白。这几乎是神秘的。
她开始在实验室的笔记本上写满化学方程式和大量关于合成纳米粒子的笔记，这些纳米粒子由多种材料制成，包括银、金和镉。最后，她选择了银作为她的主要材料，因为它的安全性和它产生的颜色。起初，她关注的是棱柱状的银纳米颗粒，它们在小瓶中显示出美丽的蓝色和绿色。但令她失望的是，“它在瓶子里看起来很好，但如果我把它放在玻璃表面，它就像我脏兮兮的挡风玻璃。”她不知道如何让她制作的银纳米镜片按照她想要的方式粘在玻璃上。经过一年扎实的实验室工作，她没有任何艺术品可以展示。“我不得不被打得屁滚尿流，”她回忆起当时的种种挫折时说。
最后，在2009年年底，她决定“听颗粒”。代替使用它们像油漆，她悬浮它们密封的玻璃毛细管，这是她附接到彼此以创建雕塑。他们看上去有点像空灵的风琴管，或者冰柱群，洋溢着绿松石的液体。随着时间的推移，当光引起棱镜采取更圆的形状，颗粒变成了蓝色。
这些雕塑只是一个开始，但她并不满意。她继续实验，最终找到了一种方法，以另一种形状像足球的银纳米颗粒为基础制造颜料。关键是它们与媒介的兼容性。它们特殊的表面化学性质意味着她可以将这些伪球体悬浮在有机溶剂中，比如己烷，然后将它们涂在玻璃上。“对她来说，重要的一步是进入可以开发材料的阶段，”阿里维萨托斯说。“首先，她必须制作材料，然后有一个过程，她可以嵌入它，所以它是稳定的。光是让这些东西发挥作用就很困难。”
到2010年底尼科尔斯是能够始终如一地使银nanopaints，并开始艺术与他们的实验。莱昂纳多博物馆盐湖城了解，通过她2010 TED演讲她性实验，并委托她创作了一系列作品，她称之为的“透过玻璃看”。它们由玻璃的几个叠加的片段，比如大型实验室幻灯片的棕色，金色，橙色，紫色色抽象，幽灵般的泳池。这些颜色取决于你的立场和下降对他们的光转向，因为颗粒在棕橙色范围nanopaint透射光，但是散射蓝色和紫色。他们往往只出现蓝色和绿色的玻璃上有一个黑色的背景，从而消除了透射光，她后来将探索的效果。
年代纳米级科学家的成功转向了精确。合成的目标是创造具有最窄尺寸分布的纳米粒子，允许最精确地表达一种特定颜色，用于最高效的生物成像工具或信息显示或激光。今天的艺术家也可以得到非常精确的结果。在中世纪，深蓝色是唯一可以用来制造蓝色颜料的材料，它是由磨碎的天青石制成的，天青石是一种珍贵的石头，只有在今天的阿富汗才能买到。它很稀有，而且极其昂贵。现在，一位优秀的艺术家可以从许多蓝色颜料中选择油画、丙烯和水彩画。如果一个实业家需要蓝色的飞盘或牙膏管，可以浏览超过9000页的国际颜色指数。鲍尔指出，像普鲁士蓝(Prussian Blue)这样富有诗意的名字是少数，而C.I. VAT RED 13(一种红色)这样含有化学信息的名字也在少数之列。“旧术语的模糊性被消除了，毫无疑问，一些魔力也随之而去。”量子点行业也使用一种平淡的命名系统来命名其量子域中的数百种颜色:字母QD加上一个表示其波长的数字。 QD680, for example, “is not a very beautiful name like ultramarine,” Alivisatos said. “But it does tell you exactly what it is.”
另一方面，尼科尔斯把她艺术家的感性带到实验室。她对纳米色彩探索得越多，她就越被它的矛盾性而不是精确性所吸引。她从实验室里弄出来并放进艺术品里的颜色不能用一个数字来描述。她的银纳米颜料是一种故意“肮脏”的混合粒子，大小不同，从5纳米到30纳米不等，并在蓝绿色光谱范围内散射光;她用离心机控制着分布。她的一些颜料还包括金色，这增加了红色。从某种意义上说，尼科尔斯的每一小瓶颜料都包含了一个调色板，这是一种粒子的混合物，它们以不同的方式与光相互作用。尼科尔斯将她的“肮脏的”混音和用于科学目的的公式之间的区别比作通过木制钢琴和合成器发出的回声之间的区别。她被前者所吸引，“物质世界中存在的事物发出的更混乱的信号。”
据我所知，尼科尔斯是唯一一个在实验室里自己合成纳米颜料的艺术家。但是尼科尔斯所说的“纳米工艺”有着悠久的历史。数千年来，金和银的纳米颗粒一直被用于艺术，用于陶瓷釉料的彩虹色，最著名的是用于彩色玻璃。在巴黎的圣礼拜堂等中世纪教堂，明亮明亮的窗户颜色是由玻璃中嵌入的纳米颗粒产生的，黄色是银颗粒，红宝石红色是金颗粒。窗户的颜色也会随着时间和光线照射微粒的角度而变化。
利库尔古斯杯(Lycurgus Cup)是公元4世纪罗马人制作的玻璃圣杯，如今陈列在大英博物馆(British Museum)里。它在日光反射下呈绿色，在光线穿过杯子时呈红色。到1990年，科学家们发现罗马工匠在玻璃中嵌入了胶体金和银纳米颗粒，而这种效果是由于尼科尔斯在伯克利校园里玩的相同的现象(称为表面等离子体共振)。这些早期的纳米工匠通过实验获得了他们的技术，不可能知道它背后的科学。
尼科尔斯还包括摄影和维多利亚时代的镜子制作，其中涉及一种以银为基础的配方，“与我的纳米粒子合成惊人地相似”，这是纳米工艺的世系。这些过程中的银粒子并不像她的纳米颜料中那样小，但它们与光有着类似的矛盾的、多方面的关系。
她思考的是材料“与光的特殊关系”，而不是它的颜色。
随着艺术家们开始有意识地探索在艺术中使用合成纳米粒子的艺术可能性，关于颜色和我们如何感知它的令人兴奋的新问题将会出现。阿里维萨托斯说:“我认为，毫无疑问，有目的地制作不同颜色的数量要多得多。”但艺术家们将如何使用这种扩展的调色板仍然是一个悬而未决的问题。鲍尔说:“我们只是刚刚开始探索如何用这些效果艺术地与色彩交流，以及如何像艺术家那样让我们思考周围的视觉世界。”
雕塑家卡普尔还没有涉足像尼科尔斯实验室，但他最近增加了“超级黑名单”商业nanopaint他的调色板。萨里纳米技术制造出垂直排列的碳纳米管的传入光陷阱99％以上，“奈米碳管黑体”有应用，比如伪装的军用飞机。卡普尔曾比较看nanopaint来盯着一个黑洞。他告诉BBC，绘有物质的空间是“太黑了，当你走在你失去你身在何处的感觉一切，你是什么，尤其是所有的时间感。”
Nichols的强调的金属银纳米颗粒的矛盾的品质可能发痒以其他方式的感觉。斯科特·泰勒，是谁在Maxis，电子艺界的一个分部首席运营官，并认为有关的看法，他在模拟城市视频游戏系列作品，真是太吸引她的艺术的动态性，他已经买了好几件，其中包括一个的“虚构”系列。他说，他喜欢的是它的外观取决于“是否我看出来我的余光或直，怎么光击中它，就是我此刻的想法。”
尼科尔斯对结构色彩的研究能够激发人们的好奇心，就像她的灵感来源大闪蝶一样。达·芬奇博物馆的创意总监扬·霍沃斯(Jann Haworth)说，她的作品非常有层次。“一开始人们看到了它的美，但后来他们走得更深，深入到自然界如何创造出如此神奇的科学领域。这就像一种探索。你明白，然后又不明白。这几乎是神秘的。”
到目前为止，尼科尔斯开发的纳米颜料只是这个新的颜色领域中艺术可能性的一个纳米大小的样品。鲍尔说:“如果我们看到新的视觉效果，谁知道我们会如何回应。”“我们不知道人们会怎么想。”
B在她的工作室里，尼科尔斯正在一块玻璃上涂一些纳米颗粒涂料。很难相信她倒出来的黄色液体是Alivisato的纳米技术实验室制造的。它看起来像一个很薄的污渍，或者可能是一种手指画——她就这样对待它，让它流到玻璃上，然后用碎玻璃和她戴着手套的手操纵它。当她觉得这一块完成了，她会用另一块玻璃盖住它。她已经学会了在不同的光照条件下如何感知溶剂干燥后的碎片。但她经常感到惊讶，“这就是使用这种材料的乐趣和疯狂之处，”她笑着说。
我问她墙上的一些黑色玻璃碎片。与她在列奥纳多画展上展示的透明作品不同，这些作品有黑色的背景，以阻挡光线的透射。它们看起来有点像幽灵般的黑白底片，在不同的条纹和斑块中闪烁着蓝色和绿色，这取决于你如何看待它。就像我观察她的纳米艺术时经常做的那样，我四处走动，探索它是如何变化的。然后我靠得很近。“这到底是什么颜色?”
她指着一种“像煤气灯一样的蓝色，更像是银器中的银色，还有一种绿色，但仍然是蓝色的。”但是，她补充道，“这个问题还不够。”在研究了“这里是黄色，那里是蓝色，就在我眼前发生变化”的纳米颗粒后，她想到了一种材料“与光的特殊关系”，而不是它的颜色。我的问题没有简单的答案。在过去的几年里，她把这种感觉带入了她所有的艺术作品中。正如她在2012年TEDx演讲中所描述的那样，无论是在传统油画中作画、制作镜像表面，还是使用纳米颜料，尼科尔斯都在制作“捕捉、散射、弯曲和传输光的表面，让我们能够体验光的矛盾本质”。
正如我继续围绕在工作室下午光线暗玻璃片圈，我看到了新的形式和色彩，我以前没有注意到。像蝴蝶形态，是活着的光。这让我想起了所有发生时太阳的光线落到地球奇妙的事情。
珍妮Carstensen的是在旧金山的作家。她的工作出现在《纽约时报》《沙龙》《现代农民》和其他出版物。
