剪纸从民间艺术到纳米制造一把剪刀，一张薄纸，大千世界就可以跃然纸上，这就是我国古老的剪纸艺术。2024 年，中国科学院物理讨论所副讨论员李家方组建了探究纳米剪纸技术的国际合作团队，从传统的拉花剪纸中获得灵感，首次实现了纳米尺度的片上原位剪纸技术。讨论成果于 7 月 6 日发表在《科学》子刊《科学前沿》上。“我们团队采纳纳米剪纸技术制备了形貌特异的三维纳米结构，实现了通信波段光学超手征体的构建。”李家方向笔者解释道，“团队用聚焦离子束在几十纳米厚的金属薄片上雕刻出预先设计好的图形后，金属薄片通过剪纸式的扭曲形成一个新颖的三维形体，能对特定设计的光进行选择性滤波。”剪折纸用于科学界尽管中国出土的文物“北朝对马团花剪纸”形成于公元 386～581 年期间，但人们并没有关注剪纸技术中的科学。近年来，剪纸和折纸技术在科学界得到了广泛的重视。李家方向笔者介绍道：“看似简单的剪纸和折纸技术中，其实蕴含着深邃的科学，如今包括哈佛大学、麻省理工学院、西北大学在内的许多著名讨论团队都进行了专门的讨论。”他以常见的立体剪纸贺卡为例，指出其包含了从二维平面结构到三维立体结构的形变科学，并衍生变换丰富的立体几何，一个显著的特征是结构所占空间大小在形变过程中发生了几个数量级的变化，而驱动这一变化所需要的能量设计又十分巧妙。一个形象的例子是清华大学近日发出的新版录用通知书。随着录用通知书的打开，清华的 3D“二校门”就跃然纸上。“二校门”包含了 30 多件纸艺部件、上百个拼插结构，经过激光雕刻、剪裁、拼插组装。这些年，结合当代材料和制造领域的巨大进步，剪纸和折纸技术在很多领域得到进展，包括太阳能帆板折叠技术，微纳机电系统，形变建筑学，性能特异的机械、生物和光学器件，乃至 DNA 纳米剪裁和折叠技术。组建纳米剪纸团队针对我国在三维纳米制造领域的重大需求，李家方发起了一支国际合作团队，包括物理所博士刘之光、麻省理工学院博士杜汇丰和教授方绚莱（NicholasX.Fang）、华南理工大学教授李志远和物理所 L01 组长、讨论员陆凌。假如说传统的剪纸艺术采纳剪刀在纸上进行剪裁，用手工进行折叠，那么在该讨论工作中，刘之光和李家方采纳高剂量的聚焦离子束（FIB）代替剪刀，利用低剂量全局帧扫描的 FIB 代替手工，用金纳米薄膜代替纸张进行特别裁剪，实现了悬空金纳米薄膜从二维平面到三维立体结构的原位变换。“我们加工的三维金属结构分辨率在 50 纳米以...
