科學家為水熊蟲「刺青」，開創奈米生物科技新局

更新於 04月29日04:05 • 發布於 04月29日04:00 • 高詩豪

水熊蟲早已以「地表最強生物」聞名，如今牠們又刷新了生物科技的極限。丹麥技術大學 Ding Zhao 博士團隊，首度成功在活體水熊蟲身上刺下微米到奈米級的細緻圖案，證明生物體也能成為奈米製程的舞台。這項突破未來有望推動生物感測器、仿生裝置，甚至「活的」微型機器人發展。

研究團隊使用的是一種叫作「冰相微影術」（ice lithography）的技術：將水熊蟲冷凍至攝氏零下143度，使其進入脫水休眠的隱生狀態，外層覆蓋一層苯甲醚冰膜，再以電子束在冰層上雕刻圖案。這層冰膜能保護脆弱的生物組織，避免直接受損，雕刻完成後，圖案會牢固地附著在水熊蟲表皮。

最小72奈米，遠細於頭髮的千分之一

水熊蟲刺青的冰相微影流程示意圖 (a) 首先將水熊蟲冷卻至約 -143°C（130K）；(b) 在表面覆蓋一層苯甲醚（anisole）形成冰膜；(c) 使用電子束依照預定圖案雕刻冰層；(d) 加熱回到室溫，未被照射的冰層升華消失，被電子束處理過的位置則留下圖案，牢固附著在水熊蟲表面。（圖／《Nano Letters》）

隨後科學家為水熊蟲加溫、復水，大約有 40% 的個體成功「復活」，而且帶著完整的新刺青自在行動。刺青即使在拉扯、清洗、乾燥等條件下，依然穩穩留存，細節最小可達 72 奈米，遠小於一根頭髮直徑的千分之一。

雖然水熊蟲憑藉強韌特性順利完成刺青，不過研究人員提醒，其他生物可能無法同樣承受這種製程壓力。未來需進一步優化技術，才能拓展到更多微生物甚至細胞層級的應用。

這項研究證明，將高精度奈米製造技術結合生物系統並非天方夜譚。未來微型感測器、智慧藥物載體、甚至仿生微型機器人，或許都能從這個小小的「水熊刺青」起步，真正打開「活體奈米科技」的新局面。

相關研究已發表於《Nano Letters》。

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圖片來源：Nano Letters(CC BY 4.0)

參考論文：
1、Patterning on Living TardigradesNano Letters

延伸閱讀：
1、白堊紀琥珀中的「水熊蟲」化石揭開演化新線索

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