電子束光刻精度極高，通常是二維微納加工獲得最小尺寸的標(biāo)準(zhǔn)工具，如何把電子束光刻的能力拓展到真三維微納加工是研究的努力方向。相較于傳統(tǒng)電子束光刻用高電壓（幾十kV）和薄膠（幾十納米）以保證光刻的準(zhǔn)直度和分辨率，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所研究員陶虎團隊反其道而行，從低電壓（幾kV）和厚膠（幾微米）入手，與上海交通大學(xué)教授夏小霞、錢志剛合作，創(chuàng)新開發(fā)出基因重組蜘蛛絲蛋白光刻膠，優(yōu)化重組蜘蛛絲基因片段和分子量，結(jié)合基于百萬級數(shù)量電子的大規(guī)模仿真模擬，實時控制加速電壓調(diào)控電子在絲蛋白光刻膠里的穿透深度、停留位置和能量吸收峰，實現(xiàn)了分子級別精度的真三維納米功能器件直寫。該技術(shù)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(shù)提升了1個數(shù)量級。蜘蛛絲蛋白優(yōu)異的機械強度為復(fù)雜三維納米結(jié)構(gòu)提供了關(guān)鍵支持，良好的生物相容性允許進一步通過功能化，實現(xiàn)可載藥、可驅(qū)動、可降解的4D納米功能器件（時空可變形），在智能仿生感知、藥物遞送納米機器人、類器官芯片等研究領(lǐng)域具有明確的應(yīng)用前景。