西湖大学为0.5毫米水熊虫“纹身”：纳米级雕刻开启活体生物加工新纪元

2025年5月，西湖大学仇旻团队在《Nano Letters》期刊发表的突破性研究引发科学界震动：该团队通过自主研发的“冰刻”技术，成功在身长仅0.5毫米的活体水熊虫体表实现纳米级图案雕刻，最小加工精度达72纳米。这项被Nature官网选为四月最佳科学图片的研究，首次将半导体制造技术应用于活体生物，为微纳加工与生命科学的交叉融合开辟了新路径。

技术突破：冰层为介质的“无创雕刻”
研究团队利用水熊虫在隐生状态下代谢近乎停滞的特性，在其体表覆盖纳米级有机冰膜，通过电子束曝光将特定区域的冰层转化为碳质结构。该过程无需传统光刻胶及化学溶剂，避免了辐射损伤与生物毒性。实验显示，携带“碳质纹身”的水熊虫复苏后仍能自由活动，且图案在拉伸、溶剂浸泡等极端条件下保持稳定，验证了技术的生物相容性与图案耐久性。

应用前景：从微生物传感到活体机器人
这一技术为极端环境生物研究提供了新工具：通过在水熊虫体表集成纳米传感器，可实时监测其抗辐射、耐高温等生命机制；若结合磁性材料，甚至能通过磁场操控其运动轨迹。研究团队正尝试为细菌等更微小生物“纹身”，未来或实现蜜蜂复眼表面的纳米光栅雕刻，解析其紫外线感知机制；或在珊瑚虫触手植入环境传感器，构建海洋酸化预警网络。

科学意义：微观世界的“手术刀”
水熊虫作为“地表最强生物”，其0.5毫米的体长与极端环境耐受性，使其成为活体微纳加工的理想载体。西湖大学此次突破不仅颠覆了传统微纳加工依赖刚性基底的技术范式，更展现了利用生物体动态特性实现功能性图案自组装的可能性。当纳米精度与生命韧性相遇，这场“雕虫小技”或将重塑仿生器件、生物电子学乃至活体微型机器人的研发逻辑。