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
蜀绣“太阳神鸟”遨游太空归来后,亮相国际古迹遗址理事会第15届大会。(金沙遗址博物馆供图)  2012年,它登上达喀尔拉力赛赛车车身,驰骋南美辽阔的潘帕斯草原,亮相国际赛场。
13
当地时间6月12日,在加拿大多伦多体育场进行的2026美加墨世界杯足球赛B组小组赛中,加拿大队1比1战平波黑队。当地时间6月12日,在加拿大多伦多体育场进行的2026美加墨世界杯足球赛B组小组赛中,加拿大队主场1比1战平波黑队。
13
题:厦金航线何以成为两岸最繁忙的海上客运航线 在边检入境大厅,厦门边检总站高崎边检站设置了智能快捷通道备案采集窗口,台胞可自愿办理信息采集,此后乘坐厦金航线出入境都可以直接“刷脸”通关。
13
6月11日15时30分,我国在文昌航天发射场使用长征五号运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十五号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。6月11日15时30分,我国在文昌航天发射场使用长征五号运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十五号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
12
当地时间6月11日,2026美加墨世界杯足球赛开幕式在墨西哥墨西哥城体育场举行。当地时间6月11日,2026美加墨世界杯足球赛开幕式在墨西哥墨西哥城体育场举行。当地时间6月11日,2026美加墨世界杯足球赛开幕式在墨西哥墨西哥城体育场举行。
12
香港特区政府入境事务处11日宣布,将于本月25日于港珠澳大桥香港口岸推出2条“无感e-道”。新华社发(吕小炜 摄)  6月11日,工作人员在港珠澳大桥香港口岸举行的新闻发布会上宣介“无感e-道”。
12
↑6月9日,在广西桂林市灌阳县第二高级中学,高三毕业生王坤高考结束后带着行李离校。↑这是6月9日在广西桂林市灌阳县第二高级中学拍摄的高三毕业生王坤的行李。↑6月9日,在广西桂林市灌阳县高级中学,高三毕业生翟双凤在高考结束后搬运行李,准备离校。
11
6月10日,记者从中国大熊猫保护研究中心获悉,6月4日上午10点31分,大熊猫“恩恩”在卧龙神树坪基地产下1只幼崽。6月10日,记者从中国大熊猫保护研究中心获悉,6月4日上午10点31分,大熊猫“恩恩”在卧龙神树坪基地产下1只幼崽。
11
夏日,平均海拔2600米的甘肃省定西市岷县境内的狼渡草原碧草如茵、溪流蜿蜒、牛羊成群,气候凉爽宜人,吸引了众多游客。夏日,平均海拔2600米的甘肃省定西市岷县境内的狼渡草原碧草如茵、溪流蜿蜒、牛羊成群,气候凉爽宜人,吸引了众多游客。
11
新华社记者 王建华 摄  6月9日,夕阳点亮了北京城市建筑群。新华社记者 王建华 摄  6月9日,夕阳点亮了北京城市建筑群。新华社记者 王建华 摄  6月9日,夕阳点亮了北京城市建筑群。
10
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