Учёные научились быстро печатать сложные 3D-структуры из стекла — это пригодится для биотехнологий, оптики и не только

[Ippolitovich]

Химически и термически устойчивое стекло намного предпочтительнее в промышленности, медицине и науке, чем пластик. И если люди научились неплохо справляться с печатью пластиковых 3D-моделей, то 3D-печать из стекла могла бы помочь в развитии многих перспективных направлений. Теперь это возможно. Американские и немецкие учёные научились быстро печать стеклянные 3D-модели микронного масштаба. В основе предложенной технологии лежит придуманный учёными Фрайбургского университета материал Glassomer и изобретённый в Калифорнийском университете в Беркли метод 3D-печати под названием «компьютерная аксиальная литография (CAL). Метод CAL был представлен около четырёх лет назад. Это фотополимерный метод печати, при котором в толщу жидкой полимерной смолы под разными углами проецируется 2D-модель. Там где сила света достигает порогового значения, происходит быстрое затвердевание смолы. Потом модель достаточно помыть в растворителе для удаления жидкого состава и модель готова, на что уходят считанные минуты.

 

 

Предложенный немцами материал Glassomer представляет собой смесь прозрачного полимера с порошком из кварцевого стекла. В эту прозрачную смесь также можно проецировать модель, после чего происходит её отвердевание. После этого модель помещается в печь, где пластик выжигается, а кварцевый порошок спекается в одно стеклянное изделие. По словам учёных, которые по результатам работы опубликовали статью в престижном журнале Science, впервые удалось напечатать стекло со структурами в диапазоне 50 микрометров всего за несколько минут, что примерно соответствует толщине человеческого волоса. Кроме того, поверхности компонентов получились более гладкими, чем при использовании обычных процессов 3D-печати.

 

 

Возможное применение инновационного производственного процесса видится в создании микрооптических компонентов датчиков, при производстве гарнитур виртуальной реальности и современных микроскопов. «Возможность производить такие компоненты на высокой скорости и с большой геометрической свободой позволит в будущем создавать новые функции и более экономически эффективные продукты», — говорят авторы разработки. Особенно перспективным выглядит производство структур в виде микроканалов для приборов медицинской диагностики в системах на чипе, что откроет путь к новой медицине и лучшему контролю над заболеваниями.