如若有一天，你收到了一个饱读饱读囊囊的快递包裹，灵通后发现里面静静躺着一万只死掉的、黑压压的蚊子，你会报警如故径直扔垃圾桶？

我的一个一又友大略会无比兴隆，因为他深爱网罗蚊子尸体：每只他亲手打死的蚊子，王人会被作为“战利品”，用透明胶粘进一个成心的小本本。

不外，如若这份“大礼包”的收件东说念主是某些科学家，故事的走向将迥然相异。加拿大麦吉尔大学的曹长宏和李剑宇收到这些蚊子后，取下了它们的口器，作念成了3D打印喷嘴。这种喷嘴不仅低廉耐用，还能打印出极其精致的结构。

论文11月19日发表于《科学·弘扬》（Science Advances）期刊上。

脑洞从一只“躺平”的死蜘蛛初始

一切还要从一项曾获2023年搞笑诺贝尔奖的接头提及。

几年前，好意思国莱斯大学的接头生Te Faye Yap在实验室走廊里偶然发现了一只死蜘蛛。她注意到，这只蜘蛛的腿牢牢向内瑟索着。原本，蜘蛛腿的伸展通顺依靠其体内的液压系统。一朝蜘蛛蚀本，压力隐匿，蜘蛛腿便会自然不休。这个看似无为的气候，却让Yap产生了一个果敢的方针：能否将蜘蛛尸体窜改成机械握手？

Yap将蜘蛛尸体与外部的液压系统连通，通过加减压来驱动死蜘蛛的腿开合。她发现，这种握手不仅能拿起颠倒于本身分量1.3倍、体积2.6倍的物体，何况能永恒耐用地开合非凡700次！接头团队给这种时期起了一个有些忐忑不安的名字——“死体机器东说念主学”（necrobotics）。

蜘蛛窜改成的机械握手丨Te Faye Yap and coauthors

这项接头引起了曹长宏和李剑宇的意思。多年来，曹长宏专注于纳米制造界限，而李剑宇则专注于生物材料的力学接头。于是他们初始想考：既然死蜘蛛能作念成握手，那么自然界中是否还有生物器官能径直用于机械制造？

上图最左侧为李剑宇，他是组织拓荒与再生标的加拿大首席科学家；最右侧是曹长宏，他是小圭臬材料及制造标的加拿大首席科学家；中间是Justin Puma，是他俩的硕士接头生｜受访者供图

很快，他们将眼神锁定在了生物体那些眇小而坚强的管状结构上，举例植物用于输水的木质部导管，蝎子与毒蛇的毒刺和毒牙，以及蚊子等虫豸的取食口器。这些经过亿万年演化的精密结构，巧合恰是高精度3D打印喷嘴的自然雏形。

在稠密自然的小型管状结构中，蚊子口器最终脱颖而出。最初，它结构凯旋，管说念不会在3D打印墨水流经时发生形变。其次，蚊子口器的内径只消大要20微米。要知说念，市面上能找到的最细的塑料喷嘴，内径也高达150微米；而金属喷嘴自然能到35微米，可一个的售价就高达80好意思元。比较之下，蚊子口器不仅更精致，资本也险些不错忽略不计。

一万只死蚊子的故事

锁定了接头讨论，曹长宏和李剑宇却很快遭受了第一个实际贫瘠——接头用的蚊子从哪儿来？

提及找蚊子的阅历时，李剑宇不禁叹了语气。启程点，他们相关了蒙特利尔当地的虫豸馆和博物馆，想望望能否得回一些蚊子样品。其后，他们又初始尝试相关从事蚊虫接头的科学家。

正直他们为此发愁时，好意思国德雷克塞尔大学接头蚊子活动的助理训诲动手相助，措置了他们的燃眉之急。曹长宏回忆说念，他曾试探性地盘问买几百只蚊子大略需要若干钱。可对方的回话令他大吃一惊：蚊子倒是不要钱，但最少也得寄一万只。

埃及伊蚊（Aedes Aegypti）丨wikipedia.org

原本，对于接头蚊子的科学家而言，这些实验后产生的蚊子尸体是必须处理的生物危害烧毁物，更像是一种职守，有东说念主欢然“收垃圾”简直旱苗得雨。就这样，一大量雌性埃及伊蚊（Aedes Aegypti）尸体，冻存进了李剑宇实验室的雪柜里。

曹长宏笑着说说念：“一朝找到适合的配合者，蚊子的来源就再也不是问题了。”

蚊子嘴巴真皮实

措置来源问题后，曹长宏和李剑宇的硕士接头生Justin Puma躬行开首、从零拼装了一台“蚊子嘴 3D 打印机”：零件我方买、结构我方搭、按序我方写。

接下来，他们便初始测试蚊子口器的力学性能。李剑宇惊奇说念：“我原以为蚊子这样要紧的物种，应该有许多对于它口器的生物力学接头，效果没猜想竟三三两两。”

他们惊喜地发现，蚊子口器能承受高达60kPa的里面压力，足以支吾3D打印历程中挤出墨水的需求。不外，如若继续加压，蚊子口器就会沿着它最薄弱的区域裂开。李剑宇诠释说念：“蚊子口器有点像用一张纸卷成的纸筒，中间有沿途接缝，何处是它的薄弱区域，但好在咱们不错通过调理打印参数来幸免它开裂。”

3D打印墨水属于剪切变稀流体，即流速越快、黏度越低。因此，只消收尾液体的流速和喷嘴的位移速率，使墨水不会淹留在喷口处，就能根绝喷嘴内出现过高的压力。

曹长宏打了一个形象的譬如：“这就像高速公路上汇入的车流。如若一辆车还没来得及开走，又来了另一辆车，说念路就会堵住。但只消聘用适合的墨水，收尾好参数，让每一辆车王人实时开走，就不会有堵车的问题。”如若但愿蚊子口器能承受更高的压力，异日也不错在其外部镀上一层金属或其他材料，从而增多喷嘴合座的结构强度。

（C）雌性蚊子的口器被装置在定制的3D DIW打印机上；（D）口器针头挤出Cellink Start凝胶（一种3D打印生物墨水）丨参考贵寓1

除了承压才调，他们还系统测试了蚊子口器的使用寿命。效果泄漏，只消打印参数收尾稳当，一个蚊子口器喷嘴不错贯串责任至少14天！而且，即便将蚊子口器冷冻整整一年，它作为3D打印喷嘴的性能也涓滴不受影响。

李剑宇诠释说念：“蚊子口器的主要因素是几丁质。与那些富含水分的细胞组织不同，几丁质的含水量很低，因此在冷冻时，它不会因为冰晶的形成而破损结构，是以不错耐受万古分的冷冻存储。”

曹长宏雷同赞叹了蚊子口器的“皮实”进程，他对比了蚊子口器和玻璃制成的喷嘴：“真是，玻璃不错制造出内径只消一微米致使几百纳米的打印喷嘴，但它实在太脆弱了。如若我把它放在眼前，对着它话语，它径直就会被震碎。但蚊子口器就不同了，对它大叫王人莫得问题！”

低廉又环保，异日的用处可不啻3D打印

除了精度高且永恒耐用以外，使用蚊子口器作为3D打印喷嘴还有一个不言而喻的上风——低廉。

按照接头团队的测算，别称经过培训的时期东说念主员大要10分钟就能用蚊子口器拼装出一个喷嘴。而把别称零基础的生手培训练习练工，也只需要一个月傍边。照此推算，如若雇佣200名熟练工东说念主，时薪3.1好意思元，每天责任8小时，那么一天就能坐褥出9600个喷嘴，单只喷嘴的坐褥资本仅0.52好意思元。比较于塑料、金属致使玻璃喷嘴，这实在是太低廉了。

而在性能方面，李剑宇指出，他们还是已矣了10微米量级的打印精度。这一精度在生物打印界限酷爱紧要，因为它与东说念主体毛细血管的直径颠倒。如若科学家需要3D打印仿毛细血管的小型结构，那么打印喷嘴必须达到这种精度，而蚊子口器还是领有了这种才调。

自然，受限于口器所能承受的压力上限，用它进行3D打印的速率并不算太快。但曹长宏觉得，对于微纳制造而言，最要道的永恒是打印精度。而且，想要提速也相配浅陋：只需增多喷嘴数目同期打印即可，毕竟这种喷嘴相配低廉，多部署一些也扫数不行问题。

(B) 使用蚊子口器打印的3D蜂窝结构； (C) 使用蚊子口器打印的3D枫叶结构； (D) 使用蚊子口器打印的3D网格支架丨参考贵寓1

事实上，蚊子口器的庞杂后劲并非仅限于3D打印界限。它们异日也可能作为生物医药中的一次性耗材，替代现在平时使用的金属针头等材料。由于蚊子口器资本极低，而且可扫数降解，因此不会带来环境职守，也不存在针头重迭使用所激励的安全隐患。

在定名这项时期时，曹长宏借用了“死体机器东说念主学”的称号，将其称为“necroprinting”。不外，他并不可爱“蚀本打印”“死灵打印”等略显诡异的译法。对李剑宇而言，这项接头确凿的中枢也不是蚊子尸体，而是怎样把生物结构以一种工程化的面孔再行期骗。

因此，不妨如故称这项时期为“生源打印”吧。毕竟，无论是蜘蛛腿如故蚊子口器，它们王人不单是是尸体上的零部件，更是亿万年生命演化的居品。东说念主类工程正在再行注视这些自然界中被忽略的微小结构，而异日的工程制造，巧合也将由科学家与大自然共同创造。

参考文件

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw9953

[2]https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201174

作家：黄雨佳

剪辑：黎小球、odette

封面图：gigazine.net