人類書寫和繪畫的歷史可以追溯到至少3萬年前，但“在液體中寫字”卻一直是個難題。據最新發表在納米材料領域旗艦期刊《Small》雜誌上的論文，一個由德國物理學家領導的國際團隊找到了一種在水和其他液體基質中寫字的獨特方法。

使用離子交換珠作為“筆”在水中繪製的圖案圖片來源：美國科技博客媒體Ars Technica

眾所周知，水不是一種書寫媒介，這是因為墨水不斷地移動和旋轉，很快就會在水中擴散開，無法形成結構。以前的研究可使用掃描探針光刻技術在浸沒於液體中的自組裝單分子膜上“書寫”；現在也有商用石板可供潛水員進行水下寫字。然而，所有這些方法仍然依賴於襯底。

此次，研究團隊想要設計出一種真正“在液體中寫字”的方法。這樣的方法必須能防止繪製線條快速擴散，並且書寫者需要一支非常小的“筆”，當它在液體介質中移動時，不會激起太多的湍流。因為在液體中，移動的對象越小，產生的漩渦或渦流就越少。

團隊的解決方案是：將墨水直接放入水中，並使用由離子交換樹脂材料製成的微珠作為筆，直徑在20—50微米之間，完全不會產生漩渦。

這種珠子通過改變水的局部酸鹼度來“寫字”，能將墨水顆粒吸引到這些區域。當傾斜水槽時，珠子中的墨水顆粒就會沿著軌跡移動，描繪出想要的字母或字符，因此在水中“寫”一封信也是有可能的。

在一個硬幣大小的水槽中，研究人員繪製出簡單的像房子一樣的圖案，大小和18號字體的“I”字符一樣大，能在顯微鏡下觀察。

研究人員表示，儘管這項技術還處於起步階段，但它開闢了一系列可能性，例如，該技術有可能擴展到其他類型的筆，通過激光加熱的筆可以自己在水中穿行；這種機制也可以用來在流體中產生高度複雜的密度圖案。

在歷史長河中，藝術的演變源遠流長，而這種新的方法為書寫、繪畫和流體構圖開闢了一條“多才多藝”的途徑，甚至可應用於微尺度上。