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
太平洋汇聚千流,广阔的亚太区域,承载着各经济体扬帆远航的梦想,承载着数十亿人命运与共的明天,汇聚起合作发展的澎湃动力。2026年,APEC深圳会议以“建设亚太共同体,促进共同繁荣”的鲜明主题,展现出作为东道主的中国对亚太向何处去的深邃思考。
15日
新华社发(王正摄)  2026年11月4日,在黑龙江仙洞山梅花鹿国家级自然保护区内的鹿群在山野间踏雪漫步、觅食,鹿影闪现在茫茫雪色之中,构成一幅灵动的生态画卷。新华社发(徐率摄)  2024年2月2日,游客在漠河市北极村体验“泼水成冰”。新华社发(徐率摄)  这是2026年11月7日拍摄的黑龙江省牡丹江市“中国雪乡”景区。
15日
11月14日在位于黑龙江省五大连池市的北大荒集团黑龙江尾山农场有限公司拍摄的雾凇景观(无人机照片)。初冬时节,黑龙江省多地出现雾凇,增添了几许冬的浪漫。初冬时节,黑龙江省多地出现雾凇,增添了几许冬的浪漫。
15日
摘得100米蛙泳和50米蛙泳金牌  11月5日,冠军中国选手谢以忱(中)在颁奖仪式上与亚军和季军自拍合影。
13日
11月6日至10日,2026年中国金鸡百花电影节在厦门如期举办。金鸡·鼓浪屿论坛上发布的报告《电影:文化与新时代——2026年度中国电影社会文化观察》印证了这一趋势:本年度现实题材成为创作主导,电影与时代的联结更加紧密。从项目征集走向产业生态建设,从金鸡创投走向更大舞台,中国电影“新力量”在这里孕育萌发。
13日
近日,江苏扬州瘦西湖风景区层林尽染、色彩斑斓,吸引众多游客前来游览观光,领略江南之美。近日,江苏扬州瘦西湖风景区层林尽染、色彩斑斓,吸引众多游客前来游览观光,领略江南之美。
13日
11月11日19时41分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将探源计划探路者卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。11月11日19时41分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将探源计划探路者卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
12日
11月11日,在青岛市李沧区浮山路街道金液泉路社区新时代文明实践站,摄影讲师(左二)在室外指导居民学习手机摄影知识。近年来,山东省青岛市李沧区聚焦群众精神文化需求,深挖区级优质文化资源,激活社区“小阵地”。
12日
江西省婺源县赋春镇甲路村的工作人员在纸伞上绘画(11月11日摄)。制作一把甲路纸伞经过选材、劈条、削骨、装键、绕伞圈、裱伞、绘画和上桐油等七十多道工序。制作一把甲路纸伞经过选材、劈条、削骨、装键、绕伞圈、裱伞、绘画和上桐油等七十多道工序。
12日
11月10日,厦金大桥(厦门段)海上主线桥顺利合龙。此次合龙,标志着厦金大桥(厦门段)海上主线桥主体结构建设完成,海上主线桥进入通车前的收尾阶段。
11日
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