據中國科學院上海微系統與資訊科技研究所網站,中科院上海微系統所陶虎團隊與上海交通大學夏小霞、錢志剛合作,創新開發基因重組蜘蛛絲蛋白光刻膠,透過最佳化重組蜘蛛絲基因片段和分子量,結合基於百萬級數量電子的大規模模擬模擬,實時控制加速電壓調控電子在絲蛋白光刻膠裡的穿透深度、停留位置和能量吸收峰,實現了分子級別精度的真三維奈米功能器件直寫。
據介紹,該技術加工精度可達 14 nm,接近天然絲蛋白單分子尺寸(~10 nm),較之前技術提升了 1 個數量級。蜘蛛絲蛋白優異的機械強度為複雜三維奈米結構提供了關鍵支援,良好的生物相容性允許進一步透過功能化,實現可載藥、可驅動、可降解的 4D 奈米功能器件(時空可變形),在智慧仿生感知、藥物遞送奈米機器人、類器官晶片等研究領域具有明確的應用前景。相關研究成果於 2021 年 8 月 26 日發表在《自然通訊》。
至此,陶虎團隊已經基本完成絲蛋白全套二維和三維微納加工體系的建立,包括 2D&3D 電子束光刻、2D&2.5D 離子束光刻、2D 紫外光刻、2D 近場光刻、2D&3D 軟光刻、2D&3D 奈米壓印、2D&3D 自組裝、2D 噴墨列印,涵蓋奈米、微米到毫米以及晶圓級尺度,實現了絲蛋白從傳統紡織材料到醫用材料再到積體電路和感測器材料的轉身。