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图丨仇旻课题组（来源：课题组）
2020 年，研究人员成功搭建起一套自主研发的冰刻系统设备。在 2021 年底的一次组会中，课题组成员天马行空地讨论——在生物表面加工会创造怎样的可能性？
接下来就是选择哪种具体的生物，通过文献和资料调研，研究人员将目光锁定在著有“地表最强生物
”之称的水熊虫。
杨治蓉向 DeepTech 解释说道：“选择水熊虫主要基于两方面考量：首先，真空、冷冻的实验条件对大多数生物来说极其恶劣，而水熊虫的抗逆性超强；其次，在正式实验之前我们对它已进行相关实验测试验证了其生存的可行性。
”
图丨水熊虫登上
Nano Letters
期刊补充封面（来源：
Nano Letters
）
那么，冰刻“纹身
”具体是怎样实现的呢？
需要了解的是，整个过程是在一种低温的、水熊虫隐生状态下进行的，这是一种能够在极端环境下生存的状态。
在该状态下，它会缓慢排出身体中的水分，整个身体会缩成一团，因此在加工过程中它会保持这种相对固定的状态。
实验中，研究人员将水熊虫放置在一种碳纳米复合纸基底上，这种材料疏松多孔，兼具良好的电导率和热导率，不仅能够有效支持水熊虫进入隐生状态，同时也为后续的加工提供了理想的条件。
整个实验在自主设计的冰刻系统中进行，当衬底降温到 130K 以下且整体温度均匀后，通过控制阀引入水蒸气，以在水熊虫身体表面形成厚度可控的均匀冰薄膜。
随后，研究人员可以立即在扫描电镜下直接观察，并选择加工图案的区域。“纹身
”图案不仅可在电脑上设计，还能自主设置电子束的能量、束流等关键参数。这些参数直接影响加工结构的厚度和机械强度等性质。
图丨用于在水熊虫上进行图案化的冰刻示意图（来源：
Nano Letters
）
“如果采用有机冰作为抗蚀剂，经过电子束辐射的区域在常温下会保持固态；而未受电子束辐射的冰层在升温过程中自然升华，这样就能在水熊虫身上‘刻
’成我们期望的结构。
”杨治蓉告诉 DeepTech。
基于该方法，研究人员成功在水熊虫表面制造出了多种微纳图案，包括纳米线阵列、微盘阵列、方阵以及定制的西湖大学校徽图案等。实验结果显示，纳米线的最小线宽可达 72 纳米，且在水熊虫经过包括拉伸、溶剂浸泡、冲洗和干燥等一系列处理后仍然能够保持稳定。
实际上，虽然此前该团队已经对冰刻技术深入研究，但针对水熊虫的研究尚属首次。杨治蓉表示：“在实验过程中，我们遇到了不少挑战。由于之前没有研究水熊虫的经验，实验结果有时不理想，只能一点点去推断可能的原因。
