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
“五一”假期,各地举办多姿多彩的活动,人们走出家门,乐享假日时光。“五一”假期,各地举办多姿多彩的活动,人们走出家门,乐享假日时光。“五一”假期,各地举办多姿多彩的活动,人们走出家门,乐享假日时光。
03
5月2日,参观者在北京车展上体验上汽通用五菱第五代宏光MINIEV车型。“五一”假期,正在举行的2026(第十九届)北京国际汽车展览会吸引众多参观者。“五一”假期,正在举行的2026(第十九届)北京国际汽车展览会吸引众多参观者。
03
“五一”假期,福州推出坊巷花神巡游、非遗手艺体验等多元特色文旅活动,让游客近距离领略中华文化独特魅力,着力打造文旅消费新场景。“五一”假期,福州推出坊巷花神巡游、非遗手艺体验等多元特色文旅活动,让游客近距离领略中华文化独特魅力,着力打造文旅消费新场景。
03
”  2024年,在长春动植物公园扮演孙悟空的演员王铁柱凭借这句地道东北方言走红,广大网友亲切地称呼他为“雪饼猴”。”  2024年,在长春动植物公园扮演孙悟空的演员王铁柱凭借这句地道东北方言走红,广大网友亲切地称呼他为“雪饼猴”。
02
中国自2026年5月1日起对53个非洲建交国全面实施零关税举措。中国超大市场将为非洲发展带来前所未有的新机遇,必将为中非贸易投资合作和非洲经济现代化注入强大动力。中国超大市场将为非洲发展带来前所未有的新机遇,必将为中非贸易投资合作和非洲经济现代化注入强大动力。
02
“五一”假期首日,人们走出家门,通过多种方式,乐享假日时光。“五一”假期首日,人们走出家门,通过多种方式,乐享假日时光。“五一”假期首日,人们走出家门,通过多种方式,乐享假日时光。
02
近年来,湖北港口旗下华中港航集团积极布局绿色航运新赛道,为武汉城市圈发展和湖北建设内陆开放新高地筑牢航运物流支撑。近年来,湖北港口旗下华中港航集团积极布局绿色航运新赛道,为武汉城市圈发展和湖北建设内陆开放新高地筑牢航运物流支撑。
01
4月30日,第六届亚洲沙滩运动会闭幕式在海南三亚举行。4月30日,第六届亚洲沙滩运动会闭幕式在海南三亚举行。4月30日,第六届亚洲沙滩运动会闭幕式在海南三亚举行。4月30日,第六届亚洲沙滩运动会闭幕式在海南三亚举行。
01
近日,位于福建省福州市长乐区的闽江河口湿地迎来冬候鸟北迁、夏候鸟迁入、过境旅鸟集聚的叠加阶段,大批迁徙的候鸟在湿地停歇觅食。近日,位于福建省福州市长乐区的闽江河口湿地迎来冬候鸟北迁、夏候鸟迁入、过境旅鸟集聚的叠加阶段,大批迁徙的候鸟在湿地停歇觅食。
01
届亚洲沙滩运动会将于30日在海南三亚落幕。攀岩小将赵一程以4.58秒的成绩打破男子速度攀岩世界纪录;女子铅球、公开水域游泳男子5公里、游跑两项混合接力、龙舟女子100米四个小项刷新赛会纪录;
30
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