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
日前,海军福建舰航母编队组织海上多科目训练。新华社发(高泽明 摄)  日前,海军福建舰开展入列后首次海上实兵训练。新华社发(高泽明 摄)  日前,海军福建舰开展入列后首次海上实兵训练。
19
大熊猫“辰星”“晓月”18日晚搭乘专机抵达马来西亚首都吉隆坡。大熊猫“辰星”“晓月”18日晚搭乘专机抵达马来西亚首都吉隆坡。大熊猫“辰星”“晓月”18日晚搭乘专机抵达马来西亚首都吉隆坡。
19
11月18日,“体育力量 闪耀香江”大型无人机表演在香港维多利亚港举行。新华社记者 陈铎 摄  11月18日,“体育力量 闪耀香江”大型无人机表演在香港维多利亚港举行。
19
11月17日上午,55302次试验动车组沿着新建西安至延安高速铁路驶向延安站,这标志着西延高铁正式从联调联试阶段全面转入运行试验阶段,全线开通运营进入倒计时。
18
九曲黄河奔涌5000余公里,在渤海之滨奔流入海。作为黄河与渤海相拥的“生态明珠”,东营坐拥4567平方公里湿地,湿地率达41.6%,是全球首批“国际湿地城市”。
18
11月16日,咖农在云南省保山市隆阳区烫习村一处咖啡园采摘咖啡果。
18
11月16日下午5时许,海军四川舰完成为期3天的首次航行试验任务,顺利返回船厂码头。
17
这是11月16日拍摄的贵州瓮马铁路南延伸线(上)架梁铺轨完成的绿荫湖1号桥(无人机照片)。瓮马铁路南北延伸线全长148公里,按时速120公里标准建设,是黔南州磷矿石、煤炭等多种货物集运的重要通道,也是贵州地方资源型铁路重点工程。
17
这是11月16日在甘肃省酒泉市阿克塞县阿伊纳乡拍摄的连接大、小苏干湖的水道(无人机照片)。
17
11月15日晚,第38届中国电影金鸡奖颁奖典礼暨2025中国金鸡百花电影节闭幕式在厦门海峡大剧院举行,《好东西》获得最佳故事片奖,易烊千玺凭借在影片《小小的我》中饰演刘春和获得最佳男主角奖,宋佳凭借在影片《好东西》中饰演王铁梅获得最佳女主角奖。
16
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