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
7月7日,广西柳州市红十字水上救援队队员在广西南宁宾阳县甘棠镇拆除围栏,以便救援船艇通过。受台风“美莎克”影响,广西南宁宾阳县遭遇严重洪涝灾害,当地组织救援力量紧急奔赴受灾一线开展抢险救援工作。
08
近期受台风“美莎克”影响,广西南宁市大部出现暴雨到大暴雨、局部特大暴雨,部分江河水位迅速上涨。7月6日,在广西南宁横州市校椅镇,救援人员徒步进入受灾严重的六蓝村。(记者曹祎铭)  7月6日,在广西南宁横州市校椅镇六蓝村,救援人员携带物资前往被困群众家里。
08
当地时间7月7日,在美国亚特兰大体育场进行的2026美加墨世界杯足球赛淘汰赛八分之一决赛中,阿根廷队3比2战胜埃及队,晋级八强。当地时间7月7日,在美国亚特兰大体育场进行的2026美加墨世界杯足球赛淘汰赛八分之一决赛中,阿根廷队3比2战胜埃及队,晋级八强。
08
郑然是名“90后”,在北京市丰台区宛平街道宛平城社区工作,也是卢沟桥抗战历史的义务讲解员。郑然是名“90后”,在北京市丰台区宛平街道宛平城社区工作,也是卢沟桥抗战历史的义务讲解员。
07
7月5日21时,小浪底水库降至对接水位215米左右,排沙洞含沙量达每立方米150千克,标志着黄河调水调沙进入集中排沙阶段。7月5日21时,小浪底水库降至对接水位215米左右,排沙洞含沙量达每立方米150千克,标志着黄河调水调沙进入集中排沙阶段。
07
滇藏公路白汉场至丽江段一景。新华社昆明7月6日电 题:通车五十载 滇藏公路架起西南边疆发展通途 在云南省迪庆藏族自治州德钦县奔子栏镇拍摄的金沙江大拐弯与滇藏公路(无人机照片,7月1日摄)。
07
我国成功发射千帆极轨15组卫星
06
7月5日,在德州市夏津县宋楼镇时庙村党群服务中心,村民在家风积分超市兑换物品。近年来,山东省德州市夏津县创新搭建城区四级党群阵地,推动干部、人员、便民服务“三下沉”,全域建成步行十分钟可达、功能集成、上下联动的党群服务体系,把政务代办、矛盾调解、养老托幼、文化活动、志愿帮扶等放到群众家门口,有效实现了服务便民、惠民。
06
近日,青海可可西里卓乃湖保护站巡山队员在巡护途中救助三只藏羚羊幼仔,其中两只迷途落单、一只腿部受伤。近日,青海可可西里卓乃湖保护站巡山队员在巡护途中救助三只藏羚羊幼仔,其中两只迷途落单、一只腿部受伤。
06
7月4日,在广西防城港东兴市江平镇,工作人员清理被吹倒的树木。广西与越南接壤,濒临北部湾,受台风外围环流影响,4日夜间至6日,北部湾海面及广西将自南向北出现较强风雨天气。广西与越南接壤,濒临北部湾,受台风外围环流影响,4日夜间至6日,北部湾海面及广西将自南向北出现较强风雨天气。
05
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