电子束光刻精度极高，通常是二维微纳加工获得最小尺寸的标准工具，如何把电子束光刻的能力拓展到真三维微纳加工是研究的努力方向。相较于传统电子束光刻用高电压（几十kV）和薄胶（几十纳米）以保证光刻的准直度和分辨率，中国科学院上海微系统所研究员陶虎团队反其道而行，从低电压（几kV）和厚胶（几微米）入手，与上海交通大学教授夏小霞、钱志刚合作，创新开发出基因重组蜘蛛丝蛋白光刻胶，优化重组蜘蛛丝基因片段和分子量，结合基于百万级数量电子的大规模仿真模拟，实时控制加速电压调控电子在丝蛋白光刻胶里的穿透深度、停留位置和能量吸收峰，实现了分子级别精度的真三维纳米功能器件直写。该技术加工精度可达14 nm，接近天然丝蛋白单分子尺寸（~10 nm），较之前技术提升了1个数量级。蜘蛛丝蛋白优异的机械强度为复杂三维纳米结构提供了关键支持，良好的生物相容性允许进一步通过功能化，实现可载药、可驱动、可降解的4D纳米功能器件（时空可变形），在智能仿生感知、药物递送纳米机器人、类器官芯片等研究领域具有明确的应用前景。