在納米尺度“雕刻”精細結構

在微米標準看清細胞形態

在真空環境探測納米粒子的懸浮力

(資料圖)

……

位于浙江的之江實驗室里

有一群青年科技工作者

以光為“利器”

探索神奇的微觀世界

拓展人類認知邊界

不見天光的“車庫實驗室”

一塊手掌大小的透明器皿中心，一粒細如塵埃的斑點若隱若現，當它被透鏡高倍放大之后，其中隱藏的復雜結構呈現出來，這便是用光“雕刻”出來的微納結構。

“通過直寫式光刻技術，我們可以制造智能感知芯片、微觀機械結構，周期更快、自主化程度更高。”高通量納米激光直寫裝置項目骨干成員丁晨良介紹說，目前，該裝置的刻寫精度已達30納米至50納米尺度。

丁晨良告訴記者，高通量納米激光直寫裝置的第一臺原理樣機，誕生在一個面積不到30平方米的車庫里。為滿足實驗要求，他們對車庫進行了改造，建設了一個無塵潔凈的實驗環境，全包圍的墻體將車庫和外界完全隔離起來，僅有兩扇風淋門作為人員進出實驗室的通道。

就在這個不見天光的“車庫實驗室”里，丁晨良和同事們用兩年時間完成了大量裝置研發和技術驗證工作。2021年，之江實驗室新園區正式啟用。在定制的全新實驗空間里，丁晨良等人的研發進度邁入了快車道。

深夜突然迸發的靈感

如果把身體比作一座大樓，那么醫生就像是一位維修工程師，使用普通的內窺鏡，醫生可以進入客廳看清房間里的桌椅擺設，而使用多模光纖內窺鏡，醫生就可以進入水管內部，甚至看清水管上的裂紋。

由一根多模光纖構成，直徑僅有125微米，多模光纖內窺鏡進入人體內幾乎無感。然而要想將一根光纖變成高分辨的成像內窺鏡，難度極大。

在一次深夜討論會結束驅車回家途中，多模光纖內窺成像系統項目組成員劉旭、楊青和文仲看著手機導航軟件突然靈感迸發——我們何不找到光纖穩定成像的“北極星”，做一個光纖成像的北斗導航數據庫？沿著這個思路，項目組錨定技術路線，經過兩年時間的實驗探索，終于實現了穩定的多模光纖超分辨成像。

“未來，多模光纖超分辨內窺鏡可以和現有內窺鏡結合，找到病變組織，觀察組織的細胞和亞細胞結構，對醫生判斷腫瘤邊界和治療效果提供有益信息。”楊青告訴記者。

礦泉水瓶里“抓”小球

深夜，位于地下17米的之江實驗室量子極弱力測量科學裝置開啟了一天中最為忙碌的時刻。

真空環境中，一束激光捕捉到了直徑約為頭發絲千分之一的納米粒子小球，并將小球“夾”在空中。裝置旁，研究團隊骨干高曉文正在密切關注這顆懸浮小球的細微位移，從中測量受力的大小。

“拿起一個蘋果，大約要花費1牛頓的力。托舉一個細胞，大約需要10的負15次方牛頓的力，而極弱力裝置能夠測量到力的量級是一個細胞所受重力的一千萬分之一以上。”高曉文說。

高曉文回憶，他和同事傅振海、李翠紅第一次抓到納米小球是在一個塑料瓶里。那是2019年，團隊剛剛組建，實驗設備、環境還很簡陋，高曉文等人嘗試去捕獲小球，但怎么也“抓”不起來。他們靈機一動，用一個空礦泉水瓶做成實驗腔，以保持相對穩定的氣流環境，沒想到成功了。

“當天晚上我們就去聚餐了，慶祝萬里長征邁出了第一步。”高曉文說，提升力的精密測量能力，是為探尋和研究物理世界提供一種嶄新的先進科學工具。

致廣大而盡精微

在“追光”的故事里

每一次探索都有拼搏的身影和奮斗的汗水

每一個微小突破都映照出遠大志向

國家科技創新力的根本源泉在于人

如果說科學技術是時代之光

科技工作者就是我們時代的“追光者”

致敬追光者！

策劃：齊慧杰 周寧

監制：胡國香 焦旭鋒

統籌：唐顥宸

記者：朱涵 邱世杰

設計：趙丹陽

視頻：邱星翔 趙露露

技術：密雅琪

參與：呂梓源（實習）

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責任編輯：Rex_30