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液态玻璃成3D打印新材料

展现超复杂精密结构 细节小至几十微米

科技日报北京4月19日电 (记者张梦然)高精密的玻璃结构也可以3D打印?英国《自然》杂志18日发表的一项材料科学研究报告称,德国科学家使用标准3D打印技术,制造出了超复杂、高精细且高质量的玻璃形状,如微小的扭结状脆饼干或城堡。这意味着,现在利用3D打印技术已可以制作具有较高光学性能的结构,可大量适用于设计复杂的透镜和过滤器。

玻璃是一种拥有超级悠久历史的材料,但时至今日仍具有大量实用属性,包括电绝缘、热绝缘以及无与伦比的光学透明性。但是,制作定制结构,尤其是使用高纯度玻璃(如熔融石英玻璃)来制作并非易事,因为这要求较高的加工温度,有些还要加入有害化学品。

而3D打印技术在过去的几年里,成本越来越低,适用材料范围也更大。但如果想要利用标准3D打印技术制造出高质量、能适用于精密光学设备的玻璃结构,仍然是一大难题。

此次,德国卡尔斯鲁厄理工学院研究人员巴斯汀·拉普及其同事,发明了一种新技术克服了这一难题,他们在标准3D打印机中使用可以自由流动的石英纳米复合材料(被称为“液态玻璃”)制作出复杂的形状,然后经过热加工处理,形成具有较高光学性能的熔融石英玻璃结构。这些结构既光滑又透明,细节特征可以小至几十微米。

该技术并不只是提供精美的工艺品,还能制作出透明度和反射率足够高的表面,应用于大量光学设备中。

总编辑圈点

玻璃是已知最古老的材料之一,能够为21世纪的3D打印技术所用,令人惊呼神奇。反观物质世界,必然一是一、二是二吗?对新材料如石墨烯的追求,开创出万亿级市场;对老材料的新理解,也一样能促进成熟产业“茍日新,日日新,又日新”。正是科技进步这支“魔法棒”,挥就了1+1>2的无穷魅力。


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