上海
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发生在一只身长仅0.5毫米的水熊虫上——西湖大学仇旻团队采用创新冰刻技术首次在活体水熊虫表面成功“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。
传统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，传统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，而脆弱的生物体表面的不规则形貌特征，也常常让常规光刻技术束手无策。
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对准精度，适用于敏感材料的精细加工，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。
仇旻团队创造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”。在适宜的复苏条件下，纹身后的水熊虫能够成功恢复生命活动。
实验表明，这种特制的碳质纳米纹身既能承受强力拉伸、溶剂冲刷等考验，又完美避开了对生物机体的损伤。与传统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。
此外，团队还开创性地采用半导体薄膜沉积技术，成功为水熊虫打造了微米级的“金属纹身”。不同金属修饰可赋予水熊虫特异功能特性，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、滚动及平移运动。
仇旻团队的研究开创了针对活体生物的微纳加工新领域，不仅为极端环境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。
研究团队表示，未来有望利用更多的微纳加工方法在生物体表面特定区域构筑更加精细的图案，并通过光、电、热等多物理场调控实现对其生命活动的精准干预，在新型生物电子器件、仿生器件和活体微型机器人等前沿领域有广阔的应用前景。
原标题：《西湖大学为0.5毫米水熊虫“纹身”，冰刻技术颠覆“雕虫小技”》
栏目主编：任荃
来源：作者：文汇报 刘琦
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