陳根：創新3D打印技術，用光線創造玻璃微結構_風聞

文|陳根

玻璃通常是製造智能手機、內窺鏡中小型相機鏡頭、分析或處理微量液體裝置等複雜微觀物體的首選材料。市場對於玻璃的需求量以及工藝精度要求較高。然而，當前製造玻璃的方法複雜、成本較高，難以滿足該行業日益增長的需要。

近日，加州大學伯克利分校的研究人員開發了一種新3D打印技術，其能用光線創造玻璃微結構。更重要的是，該方法生產玻璃速度更快、物體的光學質量、靈活性以及強度更高。

此前，該團隊研究人員創造性地採用了計算軸向光刻技術（CAL）打印玻璃。該技術能夠將預先計算的光圖案序列數字投影到樹脂容器中，隨着時間的推移，累積的光暴露穿過聚合閾值的區域變為實心，而不穿過該閾值的區域保持未固化，從而一次性印刷出所設計的三維物體。

然而，CAL是同時對整個物體進行3D打印的，這種技術可能會耗費大量時間，而且會增加玻璃表面紋理粗糙的風險。於是，研究人員們拓展了該技術，並創造出新系統——micro-CAL。該系統不但能夠在聚合物中打印物體，也可****在玻璃中打印，且精度能達到至約五千萬分之一米。

為了更好地打印玻璃，研究人員還開發了一種特殊的樹脂材料，其含有玻璃的納米顆粒，周圍是光敏的粘合劑液體。其可使用打印機的數字光投射使其粘結劑凝固，然後對打印的物體進行加熱，以成為純玻璃的固體物體。

 值得一提的是，粘合劑的折射率與玻璃的折射率相差無幾。因此，光線通過材料時幾乎沒有散射。實驗中，CAL打印的玻璃物體不僅比傳統的基於層的打印工藝製造的物體具有更穩定的強度，還在一定程度上滿足了客户對玻璃形狀、尺寸、光學及機械性能的要求。

目前，相關研究成果發表在《科學》雜誌上。未來，其有望帶來玻璃製造產業的革新。