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西湖大學冰刻技術:0.5毫米水熊蟲身現納米級“紋身”

   時間:2025-05-07 18:23 來源:ITBEAR作者:陸辰風

西湖大學仇旻研究團隊近期在微納加工領域取得了突破性進展,他們成功地在活體水熊蟲表面實施了精細的微納加工技術,這一成果不僅展示了極高的納米級加工精度,還驗證了技術的生物相容性,預示著納米醫療設備與活體微型機器人新時代的可能到來。

研究團隊利用的是冰刻技術,這種技術以冰層替代了傳統光刻工藝中的光刻膠。冰刻技術通過電子束直接雕刻冰模板,避免了傳統光刻中化學試劑的使用,從而減少了潛在的污染。這一創新為冰刻技術在活體生物上的應用開辟了道路。

研究的核心在于讓水熊蟲進入隱生狀態,此時它們身體蜷縮,代謝減緩,形態更利于進行電子束雕刻。團隊隨后在水熊蟲表面覆蓋了一層特制的納米有機冰膜,通過電子束曝光,將指定區域的冰膜轉化為穩定的固體圖案,形成了類似紋身的微納結構。

這項技術的成功實施,不僅在于其高度的精確性,更在于這些微納圖案在經歷各種外部處理后仍能保持優異的黏附性。這一發現為微生物傳感、仿生器件和活體微型機器人等領域提供了新的技術路徑。

仇旻團隊早在2020年就已成功展示了冰刻技術的潛力,當時他們利用電子束作為刻刀,在極細的尺度上完成了“冰上雕刻”。這一技術的核心在于用冰層替代光刻膠,實現了更為環保和精確的加工。

此次研究不僅驗證了冰刻技術在活體生物上的應用潛力,還展示了微納制造技術與生物科學交叉融合的巨大潛力。相關研究成果已于3月底發表在《Nano Letters》期刊上,并入選當期補充封面。西湖大學博士研究生楊治蓉為文章的第一作者,趙鼎研究員和仇旻教授擔任通訊作者。

 
 
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