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
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
记者从中国国家铁路集团有限公司获悉,铁路“五一”假期运输于4月29日启动,至5月6日,为期8天,全国铁路预计发送旅客1.58亿人次,日均计划开行旅客列车约1.2万列。记者从中国国家铁路集团有限公司获悉,铁路“五一”假期运输于4月29日启动,至5月6日,为期8天,全国铁路预计发送旅客1.58亿人次,日均计划开行旅客列车约1.2万列。
30
作为海洋经济的亮点和文旅消费新场景,今年一季度我国海洋旅游业实现繁荣开局,随着由春入夏,预计将持续升温。自然资源部29日发布数据显示,今年一季度,全国海洋客运量、海洋旅客周转量同比分别增长6.3%和11.6%。
30
4月28日,参赛队伍在如皋水绘园风景区营造花境作品(无人机照片)。4月28日,由江苏省如皋市住房和城乡建设局、富皋万泰集团等联合主办,如皋文旅集团等承办的如皋市首届花境职业技能大赛在水绘园风景区举行。
29
4月28日,秦皇岛市海港区秦皇岛小岛空间智能机器人产业基地的工作人员在调试机器人。近年来,河北省秦皇岛市海港区通过搭建机器人产业创新扶持平台和加强精准服务等措施,推动企业不断加大科技投入和创新研发力度,助力机器人产业由L2级向L4级跃迁。
29
记者了解到,此次认证的大桥高度数据全部由中国测绘技术提供支持,其中选用的国产北斗定位设备曾助力中国登山队员登顶珠峰。大桥建设方贵州交投集团相关负责人表示,花江峡谷大桥获吉尼斯世界纪录,是一次硬核实力的国际认证。
29
4月27日,农民在河北省卢龙县木井镇蔬菜种植基地的大棚内管护黑色辣椒。近年来,河北省卢龙县持续推进农业产业结构调整,引导农民采取“合作社+基地+农户”的模式,因地制宜发展特色设施农业,种植水果椒、蓝莓、黄瓜、西红柿等高品质蔬菜和水果,促进农民增收,助力乡村振兴。
28
4月25日,在福建省宁德市三都澳海上养殖区,工人从育苗企业的养殖渔排收集大黄鱼鱼苗,准备通过活水船运往养殖户的渔排。
28
4月27日,暮色中的故宫角楼景色如画,引人入胜。4月27日,暮色中的故宫角楼景色如画,引人入胜。4月27日,暮色中的故宫角楼景色如画,引人入胜。4月27日,暮色中的故宫角楼景色如画,引人入胜。
28
4月26日,游客在杭州市余杭区径山镇小古城村体验“彩虹滑道”(无人机照片)。春日时节,乡村成为杭州市民们度假休闲、踏青游玩的好去处。春日时节,乡村成为杭州市民们度假休闲、踏青游玩的好去处。
27
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