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科學家突破極限!用奈米技術為「水熊蟲」刺青

研究人員最近運用「冰微影技術」,成功在號稱「地表最強生物」的水熊蟲身上「刺青」。這項突破性技術,未來可能應用於開發生物相容性微電子設備,甚至開啟科幻般的醫療科技新紀元。

如果你還沒聽過水熊蟲,這群可愛的八腳小傢伙絕對會讓你大開眼界。這些身長僅0.5毫米的微型生物,別名「苔蘚豬」,擁有驚人的生存能力:無論是極端低溫、高壓、輻射,甚至外太空環境都難不倒牠們。

最新發表在《奈米通訊》期刊的研究中,科學家利用水熊蟲的超強韌性,測試了一項創新的微製造技術。論文共同作者趙鼎解釋:「我們不僅能在水熊蟲身上製作微型刺青,這項技術更可延伸應用至細菌等多種生物體。」

研究團隊先將水熊蟲脫水,使其進入「隱生狀態」——一種類似休眠的生理狀態。接著將這些小傢伙放置在碳複合材料上,降溫至攝氏-143度,並覆蓋一層具有茴香氣味的有機化合物苯甲醚作為保護層。

當電子束在冰層上雕刻圖案時,苯甲醚會產生化學反應,形成新的生物相容性化合物附著在水熊蟲表面。待溫度回升後,未反應的苯甲醚會昇華,只留下設計好的圖案。最後研究人員重新為水熊蟲補水,讓牠們「復活」並展示新刺青。

這項技術的精密度令人驚艷,能製作出小至72奈米的方形、圓點、線條等圖案,甚至還能烙印大學校徽。雖然目前存活率約40%,但研究人員表示可透過技術優化進一步提升。最重要的是,這些水熊蟲似乎完全不介意新造型,復活後行為舉止一切如常。

未參與此研究的冰微影技術發明者Gavin King認為:「在活體生物上進行圖案化極具挑戰性,這項突破預示著新一代生物材料設備的誕生,過去這些只存在於科幻作品中。」研究團隊期待這項技術能為微生物電子人(microbial cyborgs)等生醫應用開創全新可能。