妙趣橫生的分子藝術

　　化學是一門研究物質結構、組成、變化、性質的學科。一談到化學家，人們腦中立刻就會出現“身穿白大褂、滿腦子化學分子式、左手持燒杯、右手拿試管”的形象。
　　科學是嚴肅的，但也充滿者樂趣。不管你信不信，一些科學家的確有著非凡的幽默感，本文就證明了這一點。下面，我們將向您展示一些稀奇古怪的化學分子，讓您真正領略一下分子藝術的魅力。
　　
　　
　　人形分子
　　
　　說起人形分子，我們必須要提到一個人，那就是美國萊茲大學的化學家托尼教授。托尼教授的主要研究方向是有機化學，2003年發表于《有機化學》雜志23期上的一篇名為“synthesis of Anthropomorphic Molecules”(“人形分子的合成”)的文章使得他名聲大噪。在該文中，出現了幾對手舞足蹈、跳著拉丁舞的“男女”分子表達式。該分子式形象之生動，構思之巧妙，壓倒了論文本身，讓人拍案叫絕，成為整篇文章的最大亮點。
　　事實上，托尼教授發表的人形分子屬于一類被稱作“納米莆田”的化學分子。這類分子的最大特征就是分子結構看起來酷似人的形象，這不禁會使人們聯想到《格列佛游記》中描寫的小人國居民。
　　納米莆田分子是一大類人形分子，但它們的基本形式卻是一種被稱為“納米孩童”的分子構型。將“納米孩童”分子溶于醇溶液中加熱，化學反應后常常還會得到其他不同形式的人形分子，如“納米運動員”、“納米王后”、“納米博士”、“納米面包師”等，如圖2所示。
　　
　　除了納米莆田分子以外，通過豐富的想象力，近來，酷似釋迦牟尼佛像、酷似嬉皮士形態的分子也被化學家相繼發現。
　　
　　“分子動物園”
　　
　　在創造宏觀世界上人和動物的同時，細心的上帝似乎也沒有忘記微觀世界。隨著人類對物質分子結構認識的不斷深入，上帝創造的構型酷似動物等的分子不斷被有心的化學家相繼發現，它們有的像海馬，有的像青蛙，有的像章魚，有的像企鵝……若將這些“動物”集中羅列出來，已經足以構建一個種類繁多的“分子動物園”(圖3)。
　　
　　螞蚱酮是一種從不能飛的蝗蟲身上提取出來用于其自身防御的分泌物。這是科學家們在田野里辛苦地逮螞蚱、并惹惱它們，再從它們身上“擠奶”得到的物質。可能專注的科學家太累了而不想再絞盡腦汁對它進行系統命名，所以使用了這個有創意的名字——螞蚱酮。不過，仔細觀察螞蚱酮分子的構型，還真的與蝗蟲的體型有幾分相似。
　　一道來自國內高中的化學習題上提到了一種被稱作“小狗烯”的有機物。該有機物的分子形狀酷似小狗，是一種具有香味的有機物。它由化學家蒂姆·理查德首次發現并命名。實際上，除了分子形狀與狗相似外，“小狗烯”幾乎與狗沒有任何聯系。
　　除了上述談到的“海馬”分子、“青蛙”分子、“章魚”分子、“企鵝”分子、“螞蚱”分子、“小狗”分子以外，業已報道的還有許多其他水里游的、地上跑的、天上飛的
　　“分子動物”，如埋頭工作的母牛、吐著舌頭的毒蛇、孵化中的鵝、飛翔的小鳥、覓食的小雞、昂頭挺胸的長頸鹿等等。
　　
　　分形分子藝術
　　
　　自相似性是指每一任意小的局部的形狀都與整體相同。在自然界中，許多植物與微生物自發生長的結構都具有自相似性，如典型的自相似結構植物——蕨類。自相似的形狀，在數學上被稱作分形。具有分形特性的幾何圖案往往都具有較高的藝術欣賞性。
　　現在，科學家已經可以人工制造出許多結構上具有分形特征的分子來。這里，最典型的當屬一類被稱作樹枝狀化合物(dendrimer)的有機分子。樹枝狀分子是一種具有三維結構的多枝化大分子，可以通過從中心不斷向外延展的方式進行合成。這種合成方式使人們可以在樹枝狀分子的不同部位進行結構設計，因而在光電器件領域引起了人們的廣泛關注。
　　從藝術家的眼光來看，樹枝狀化合物分子的結構獨特而又完美。有的像徽章、有的像花簇、有的像樹叢……個個骨子里透著靈氣。
　　值得一提的是，最近，國際頂尖刊物《科學》雜志上還報道了一種具有分形特性的六邊形分子，更有甚者，有的學者還將這種分形分子歸為分子藝術的范疇。
　　
　　理論化學研究中的分子藝術
　　
　　你如果認為化學家就該整天在實驗室里倒騰燒杯和試管做實驗，那就大錯特錯了。近年來，隨著理論化學和計算機技術的發展，通過電腦來模擬分子的電子分布、分子構型變化等已成為化學家研究物質特性的重要手段。
　　研究發現，許多計算機理論模擬的分子圖像結果不但絢麗而且有趣，堪稱藝術“繪畫”的佳作。
　　自然界中存在著大量的有機小分子。理論化學家用一種被稱作量子化學的軟件對某分子進行模擬后發現，其分子的振動酷似一枝松樹枝；另一個對杯狀分子的模擬結果則得到了傳說中的“九龍杯”圖像……
　　當然，離我們現實生活中比較貼近的“物件”(分子)也可以在分子模擬中得到，如女孩子的發箍、游泳圈、花朵、麻花等等。
　　
　　實際生活中的分子藝術
　　
　　如果留心的話，你會發現，分子藝術實際上就在你身邊。
　　在一些酒吧里，所有的椅子都被做成分子的造型。
　　為了展示強有力的肌肉，世界拳王泰森在臂膀上刺上了毛澤東的頭像，而綽號“九紋龍”的梁山好漢史進則在身上繪制了九條巨龍。但對于當代的一些年輕人而言，如果想標新立異，不妨在身上繪制DNA或有機小分子表達式。這種紋身至少可以告訴那些四肢發達的家伙，雖然沒有你壯，但我卻比你有知