IT之家 5 月 7 日消息，西湖大学仇旻团队采用冰刻技术，首次在活体水熊虫表面实现精准微纳加工，这些微小的“纹身”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。
相关论文于 3 月底发表在 Nano Letters 上，入选当期补充封面，西湖大学博士研究生杨治蓉为文章的第一作者，赵鼎研究员和仇旻教授为通讯作者。
▲ 水熊虫登上 Nano Letters 期刊补充封面2020 年岁末，西湖大学仇旻实验室成功上演了一出微观秀：研究者用电子束作刻刀，在头发丝千分之一粗细的尺度上，用水蒸气凝华形成的冰层取代传统光刻胶，完成了精密的“冰上雕刻”。
“冰刻”，通俗地讲，就是把传统光刻加工用到的“光刻胶”，替换成“冰”。这里的“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。
电子束打在冰层上，能直接雕刻出冰模板，不需要像传统光刻那样用化学试剂清洗一遍来形成模具，从而规避了洗胶带来的污染。也正是这种巧妙的替换，为冰刻技术应用在活体生物上提供了契机。
要展开实验，首先得让水熊虫进入隐生状态。隐生状态的水熊虫，身体紧紧缩成一团。这时它的代谢几乎停止，球形的身体形态更利于接受电子束的“雕刻”。
接着，该团队将特制的纳米有机冰膜覆盖在处于隐生状态的水熊虫身上，类似于在虫子周身覆盖上一层冰。实验开始后，通过电子束曝光，团队将指定区域的纳米冰膜转变为常温稳定的固体图案。此时，水熊虫身上便会刻上纹身图案。
西湖大学仇旻实验室利用冰刻技术成功实现了生物体表面微纳米尺度图案的原位制备，这些图案在经历拉伸、冲洗、浸泡等外部作用后仍保持优异的黏附性。研究成果为微生物传感、仿生器件和活体微型机器人等领域提供了新的技术路径，展现了微纳制造技术与生物科学交叉融合的巨大潜力。
IT之家附论文链接：
doi/10.1021/acs.nanolett.5c00378
