看科学家如何在水熊虫上雕“花”

2025-05-09 09:35来源: 光明日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  【瞧!我们的前沿科技】

  这些微小的‘文身’展现了超高精度的纳米加工技术和极佳的生物相容性,或将开启纳米级医疗设备甚至活体微型机器人的新时代。”近日,《自然》《科学》《发现》等37家海外科学媒体集中报道西湖大学将冰刻技术首次应用于活体水熊虫表面精准微纳加工相关成果。实验论文日前发表在《纳米快报》上。

  “冰刻”是指用“冰”替换传统光刻加工用到的“光刻胶”。电子束打在冰层上能直接雕刻出冰模板,不再需要传统光刻那样使用化学试剂清洗来形成模具,规避了洗胶带来的污染。2020年岁末,西湖大学仇旻实验室研究者成功用水蒸气凝华形成的冰层取代传统光刻胶,在头发丝千分之一粗细的尺度上完成了雕刻。

  所使用的“冰”既可以是日常所见的水冰,也可以是有机分子低温凝结形成的固体。这样的替换,为冰刻技术应用在活体生物上提供了契机。

  之后,团队进一步探究微纳尺度的活体生物加工。水熊虫身长不足1毫米,在显微镜下放大100倍才勉强达到人类指甲盖大小。同时,水熊虫能够在-273℃到151℃的环境中存活,对极端脱水、强辐射、高压及有毒环境有很强的耐受力,成为本研究的“不二之选”。

  隐生状态的水熊虫具有强抗逆性,更利于接受电子束“雕刻”。要展开实验,首先得让水熊虫进入隐生状态,此时水熊虫的代谢几乎停止。接着,隐生状态的水熊虫身上会被覆盖特制的纳米有机冰膜。实验开始后,通过电子束曝光,指定区域的纳米冰膜将被转变为常温稳定的固体图案。

  从进入隐生状态,到覆盖上冰膜,再到电子束攻击,其中的每个步骤,实验人员都需要保护好水熊虫。只有这样,一只身披纳米图案的水熊虫才能在适宜的复苏条件下缓缓舒展身体。

  “未来,我们或许能看到‘冰刻’技术在蜜蜂的复眼表面雕出纳米级光栅,研究它们如何看见紫外线;在珊瑚虫的触手刻上环境传感器,实时监测海洋酸化程度……这些科幻般的场景,将被一点一点‘刻’进现实。”本研究的第一作者杨治蓉说,这项将半导体制造与生物学结合的突破性技术,正在打开生物微观世界的新大门。(记者刘习、陆健)

[责任编辑: 王若昕 ]
阅读剩余全文(
为你推荐
8月13日23时许,河南省周口市川汇区新北环附近贾鲁河堤坝出现溃口,最长时约117米。8月13日23时许,河南省周口市川汇区新北环附近贾鲁河堤坝出现溃口,最长时约117米。8月13日23时许,河南省周口市川汇区新北环附近贾鲁河堤坝出现溃口,最长时约117米。
16
8月15日,游客在海南热带野生动植物园观看大熊猫“贡贡”享用美食。大熊猫“贡贡”“舜舜”2013年出生于中国大熊猫保护研究中心四川雅安碧峰峡基地,2018年“落户”于海南热带野生动植物园。
16
8月15日,第二届祁连山交响音乐会在祁连山下的甘肃省山丹马场草原上举行(无人机照片)。祁连山滋养河西走廊绿洲,阻挡腾格里、巴丹吉林、库姆塔格三大沙漠扩张,是我国西部生态安全的坚固屏障。
16
8月12日,贵州省清镇市人民法院环境保护法庭公开审理一起生态环保相关案件。据了解,法庭成立以来共受理环境资源类案件5707件,审结5583件,先后有13起案件入选“两高”典型案例、4起入选全国案例库。
15
8月14日,2026睿抗机器人开发者大赛全国总决赛(第二阶段)在浙江省杭州市举行。
15
暑假期间,各地青少年学子暂别校园、走出课堂,开启一场场充满探索与趣味的研学之旅。
15
实现高质量跨越式发展的关键五年  在海南省五指山市水满乡鹦哥景红茶叶种植生产基地,茶艺师为游客冲泡五指山红茶(7月23日摄)。
14
8月13日拍摄的已开闸泄洪的茨淮新河茨河铺分洪闸(画面左侧,无人机照片)。记者从安徽省水利厅了解到,8月13日,安徽启用茨淮新河分泄颍河洪水,全力降低颍河水位。
14
2026年全国田径锦标赛13日迎来男、女“飞人大战”决赛。8月13日,冠军浙江体彩队选手谢震业(中)、亚军江西队选手叶林琰恒(左)和季军广东队选手吴昊霖在男子100米颁奖仪式上。
14
8月12日,国产大飞机C919抵达蒙古国新乌兰巴托机场后接受“过水门”欢迎仪式。8月12日下午,从北京首都国际机场起飞的国产大飞机C919平稳降落在蒙古国新乌兰巴托机场。8月12日下午,从北京首都国际机场起飞的国产大飞机C919平稳降落在蒙古国新乌兰巴托机场。
13
载入更多资讯
返回
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮