2025/05/14 01:08:00 3,368次浏览

在半导体制造与生物学交汇的前沿领域,一项开创性科学突破爆发在一只身长仅0.5毫米的水熊虫上——西湖大学仇旻团队接纳立异冰刻技术 首次在活体水熊虫外貌乐成“纹身” 。更令人惊叹的是,完成这场精密“外科手术”后,这只水熊虫仍旧活力满满。这张全世界最小的“纹身”入选《自然》杂志4月“最佳科学图片”。

图片上,水熊虫身上纹着的波点状图案清晰可见。

古板微纳加工技术因其苛刻的工艺条件,难以与生物体兼容。例如,古板光刻工艺依赖的化学显影和去胶溶剂极易对生物体造成损害,而软弱的生物体外貌的不规则形貌特征,也经常让通例光刻技术束手无策。

冰刻技术则是一种新型微纳加工技术,适用于三维微纳结构的制造,能够在简化加工流程的同时提高瞄准精度,适用于敏感质料的精细加工,在半导体制造、量子器件和生物工程等前沿领域应用前景巨大。

仇旻团队创立性的将冰刻技术应用到生物活体上,其开发出的“冰刻纹身”技术可为水熊虫量身定制纳米级“碳质纹身”。在适宜的苏醒条件下,纹身后的水熊虫能够乐成恢复生命运动。

实验标明,这种特制的碳质纳米纹身既能蒙受强力拉伸、溶剂冲洗等考验,又完美避开了对生物机体的损伤。与古板的薄膜沉积技术相比,冰刻技术实现了原位加工,在图案精度、附着稳定性和生物相容性等方面均展现出显著优势。

别的,团队还开创性地接纳半导体薄膜沉积技术,乐成为水熊虫打造了微米级的“金属纹身”。差别金属修饰可付与水熊虫特异功效特性,例如经磁性金属修饰的水熊虫具备磁场响应能力,研究人员能通过外部磁场调控其旋转、转动及平移运动。

仇旻团队的研究开创了针对活体生物的微纳加工新领域,不但为极端情况生物的适应性研究提供了全新工具,更展现了微纳制造技术与生物科学深度交叉融合的巨大潜力。

研究团队体现,未来有望利用更多的微纳加工要领在生物体外貌特定区域构筑越发精细的图案,并通过光、电、热等多物理场调控实现对其生命运动的精准干预,在 新型生物电子器件 、 仿生器件 和 活体微型机械人 等前沿领域有辽阔的应用前景。

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西湖大学为0.5毫米水熊虫“纹身”,冰刻技术推翻“雕虫小技”
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