Учёные набили тату живым тихоходкам с помощью литографа (3 фото)
В поисках возможностей для производства электронных схем на живых организмах учёные из Датского технического университета (Technical University of Denmark) испытали электронно-лучевую литографию на живых тихоходках — мельчайших организмах со средним размером около 500 мкм. Эта технология создаёт основу для нанесения меток даже на бактерии и открывает путь к созданию датчиков и электронных схем на живой ткани — то есть к настоящему чипированию.
«С помощью этой технологии мы не просто создаём микротатуировки на тихоходках, — объясняет инженер-оптик Дин Чжао (Ding Zhao) из Датского технического университета, — мы распространяем эту возможность на различные живые организмы, включая бактерии».
Возможность наносить узоры на крошечные объекты и поверхности является важной частью развития нанотехнологий. Полупроводниковая литография в полной мере отражает стремительный рост опыта и достижений в этой области, но работа с живыми тканями едва ли достигла сколь-либо значимого результата. Пожалуй, опыт с нанесением «электронных» татуировок тихоходкам стал первым заметным шагом на этом пути.
Для маркировки живых тихоходок учёные воспользовались разновидностью электронно-лучевой литографии, известной как ледяная литография. В ней в качестве резиста — защитного покрытия поверхности перед нанесением рисунка схемы — используется вода или органические растворы. Это создаёт буквально плёнку льда на поверхности, которую электронный луч затем пробивает в заданных местах. Так формируется узор, на который впоследствии осаждается рабочий материал.
Для такого эксперимента могли подойти только тихоходки. Эти организмы способны выживать в экстремальных условиях — без воды, воздуха и при крайне низких температурах. В подобных условиях они переходят в состояние криптобиоза, обезвоживаются и могут вернуться к жизни при восстановлении благоприятной среды. В сухом виде тихоходки переносят охлаждение до −272 °C. Учёные ввели их в состояние криптобиоза, нанесли на тело вещество анизол, ставшее ледяной плёнкой, и с помощью электронно-лучевой литографии сформировали на поверхности заданный рисунок. Там, где пучок электронов касался ледяной плёнки, образовывался устойчивый узор.
Минимальный размер элемента, нанесённого на поверхность тихоходок, составил 72 нм. Эксперимент успешно пережили 40 % подопытных особей. Однако это лишь первый шаг. Технология продемонстрировала свою перспективность, и учёные намерены совершенствовать её для работы с другими организмами.
«Мы ожидаем, что интеграция большего количества методов микро- и нанопроизводства с биологически значимыми системами на микро- и наноуровне приведёт к дальнейшему развитию таких областей, как распознавание микроорганизмов, биомиметические устройства и живые микророботы», — пишут учёные в своей работе в журнале Nano Letters.