在纳米尺度“雕刻”精细结构

在微米标准看清细胞形态

在真空环境探测纳米粒子的悬浮力

……

位于浙江的之江实验室里

有一群青年科技工作者

以光为“利器”

探索神奇的微观世界

拓展人类认知边界

不见天光的“车库实验室”

　　一块手掌大小的透明器皿中心，一粒细如尘埃的斑点若隐若现，当它被透镜高倍放大之后，其中隐藏的复杂结构呈现出来，这便是用光“雕刻”出来的微纳结构。

　　“通过直写式光刻技术，我们可以制造智能感知芯片、微观机械结构，周期更快、自主化程度更高。”高通量纳米激光直写装置项目骨干成员丁晨良介绍说，目前，该装置的刻写精度已达30纳米至50纳米尺度。

　　丁晨良告诉记者，高通量纳米激光直写装置的第一台原理样机，诞生在一个面积不到30平方米的车库里。为满足实验要求，他们对车库进行了改造，建设了一个无尘洁净的实验环境，全包围的墙体将车库和外界完全隔离起来，仅有两扇风淋门作为人员进出实验室的通道。

　　就在这个不见天光的“车库实验室”里，丁晨良和同事们用两年时间完成了大量装置研发和技术验证工作。2021年，之江实验室新园区正式启用。在定制的全新实验空间里，丁晨良等人的研发进度迈入了快车道。

深夜突然迸发的灵感

　　如果把身体比作一座大楼，那么医生就像是一位维修工程师，使用普通的内窥镜，医生可以进入客厅看清房间里的桌椅摆设，而使用多模光纤内窥镜，医生就可以进入水管内部，甚至看清水管上的裂纹。

　　由一根多模光纤构成，直径仅有125微米，多模光纤内窥镜进入人体内几乎无感。然而要想将一根光纤变成高分辨的成像内窥镜，难度极大。

　　在一次深夜讨论会结束驱车回家途中，多模光纤内窥成像系统项目组成员刘旭、杨青和文仲看着手机导航软件突然灵感迸发——我们何不找到光纤稳定成像的“北极星”，做一个光纤成像的北斗导航数据库？沿着这个思路，项目组锚定技术路线，经过两年时间的实验探索，终于实现了稳定的多模光纤超分辨成像。

　　“未来，多模光纤超分辨内窥镜可以和现有内窥镜结合，找到病变组织，观察组织的细胞和亚细胞结构，对医生判断肿瘤边界和治疗效果提供有益信息。”杨青告诉记者。

矿泉水瓶里“抓”小球

　　深夜，位于地下17米的之江实验室量子极弱力测量科学装置开启了一天中最为忙碌的时刻。

　　真空环境中，一束激光捕捉到了直径约为头发丝千分之一的纳米粒子小球，并将小球“夹”在空中。装置旁，研究团队骨干高晓文正在密切关注这颗悬浮小球的细微位移，从中测量受力的大小。

　　“拿起一个苹果，大约要花费1牛顿的力。托举一个细胞，大约需要10的负15次方牛顿的力，而极弱力装置能够测量到力的量级是一个细胞所受重力的一千万分之一以上。”高晓文说。

　　高晓文回忆，他和同事傅振海、李翠红第一次抓到纳米小球是在一个塑料瓶里。那是2019年，团队刚刚组建，实验设备、环境还很简陋，高晓文等人尝试去捕获小球，但怎么也“抓”不起来。他们灵机一动，用一个空矿泉水瓶做成实验腔，以保持相对稳定的气流环境，没想到成功了。

　　“当天晚上我们就去聚餐了，庆祝万里长征迈出了第一步。”高晓文说，提升力的精密测量能力，是为探寻和研究物理世界提供一种崭新的先进科学工具。

致广大而尽精微

在“追光”的故事里

每一次探索都有拼搏的身影和奋斗的汗水

每一个微小突破都映照出远大志向

国家科技创新力的根本源泉在于人

如果说科学技术是时代之光

科技工作者就是我们时代的“追光者”

致敬追光者！

策划：齐慧杰 周宁

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视频：邱星翔 赵露露

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参与：吕梓源（实习）

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