近年來，3D打印已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用，產(chǎn)生了引人注目的藝術(shù)作品、更廉價的產(chǎn)品和高度精細(xì)的物理模型。其中一個引起人們關(guān)注的應(yīng)用是納米級的3D打印物體，這些物體可以用于制造微型電子設(shè)備，尤其是那些使用光學(xué)部件的設(shè)備。然而，迄今為止，大多數(shù)這類應(yīng)用僅限于使用聚合物材料制造物體，因為聚合物材料可以容易地通過熔化和冷卻硬化的方式加工。

2023年6月7日，據(jù)資源庫了解，來自卡爾斯魯厄理工學(xué)院、加州大學(xué)歐文分校和愛德華茲生命科學(xué)公司的材料科學(xué)家，已成功開發(fā)出一種能夠以比之前更低溫度的方式進行3D打印納米級玻璃結(jié)構(gòu)的方法。

在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究中，Jens Bauer、Cameron Crook和Tommaso Baldacchini利用他們的技術(shù)打印出了各種納米級結(jié)構(gòu)。帕多瓦大學(xué)的Paolo Colombo和Giorgia Franchin在同一期刊上發(fā)表了一篇綜述文章，概述了用于打印納米級玻璃和陶瓷的方法以及團隊在這項新工作中的進展。

事實上，聚合物材料無法提供基于光學(xué)的納米光子學(xué)所需的分辨率，但由于燒結(jié)（通過高溫熔化形成固體）需要極高的溫度，因此以3D打印方式制造玻璃結(jié)構(gòu)的嘗試只獲得了部分成功。在這項新的研究中，研究團隊找到了一種在幾乎是傳統(tǒng)方法溫度一半的條件下進行納米級結(jié)構(gòu)3D打印的方法。

與其他方法不同，研究人員沒有使用懸浮的二氧化硅納米顆粒，而是利用多面體低聚倍半硅氧烷分子構(gòu)建了液態(tài)樹脂籠狀結(jié)構(gòu)。然后，團隊使用該樹脂作為墨水進行3D打印，隨后將打印出的結(jié)構(gòu)加熱到650°C（而其他方法需要加熱到1100°C）。加熱過程去除有機成分并將籠狀結(jié)構(gòu)燒結(jié)成連續(xù)的玻璃材料。

該團隊通過3D打印微透鏡和其他微小物體對他們的方法進行了測試，并建議將該方法應(yīng)用于光學(xué)級熔融石英的片上打印。

這項研究的突破在于采用了低溫條件下的3D打印技術(shù)，使得納米級玻璃結(jié)構(gòu)的制造更加可行。傳統(tǒng)方法中需要高溫?zé)Y(jié)的限制得以克服，而使用液態(tài)樹脂籠狀結(jié)構(gòu)的方法使得納米級結(jié)構(gòu)能夠以更低的溫度固化成連續(xù)的玻璃材料。

這一技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。納米級的3D打印物體可以應(yīng)用于微電子領(lǐng)域，尤其是光學(xué)部件的制造。通過提高納米級結(jié)構(gòu)的分辨率，可以實現(xiàn)更小型化、更高性能的微型光學(xué)元件。此外，將該技術(shù)應(yīng)用于光學(xué)級熔融石英的片上打印，可以進一步擴展其應(yīng)用范圍。

近年來，3D打印已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用，產(chǎn)生了引人注目的藝術(shù)作品、更廉價的產(chǎn)品和高度精細(xì)的物理模型。其中一個引起人們關(guān)注的應(yīng)用是納米級的3D打印物體，這些物體可以用于制造微型電子設(shè)備，尤其是那些使用光學(xué)部件的設(shè)備。然而，迄今為止，大多數(shù)這類應(yīng)用僅限于使用聚合物材料制造物體，因為聚合物材料可以容易地通過熔化和冷卻硬化的方式加工。

2023年6月7日，據(jù)資源庫了解，來自卡爾斯魯厄理工學(xué)院、加州大學(xué)歐文分校和愛德華茲生命科學(xué)公司的材料科學(xué)家，已成功開發(fā)出一種能夠以比之前更低溫度的方式進行3D打印納米級玻璃結(jié)構(gòu)的方法。

在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究中，Jens Bauer、Cameron Crook和Tommaso Baldacchini利用他們的技術(shù)打印出了各種納米級結(jié)構(gòu)。帕多瓦大學(xué)的Paolo Colombo和Giorgia Franchin在同一期刊上發(fā)表了一篇綜述文章，概述了用于打印納米級玻璃和陶瓷的方法以及團隊在這項新工作中的進展。

事實上，聚合物材料無法提供基于光學(xué)的納米光子學(xué)所需的分辨率，但由于燒結(jié)（通過高溫熔化形成固體）需要極高的溫度，因此以3D打印方式制造玻璃結(jié)構(gòu)的嘗試只獲得了部分成功。在這項新的研究中，研究團隊找到了一種在幾乎是傳統(tǒng)方法溫度一半的條件下進行納米級結(jié)構(gòu)3D打印的方法。

與其他方法不同，研究人員沒有使用懸浮的二氧化硅納米顆粒，而是利用多面體低聚倍半硅氧烷分子構(gòu)建了液態(tài)樹脂籠狀結(jié)構(gòu)。然后，團隊使用該樹脂作為墨水進行3D打印，隨后將打印出的結(jié)構(gòu)加熱到650°C（而其他方法需要加熱到1100°C）。加熱過程去除有機成分并將籠狀結(jié)構(gòu)燒結(jié)成連續(xù)的玻璃材料。

該團隊通過3D打印微透鏡和其他微小物體對他們的方法進行了測試，并建議將該方法應(yīng)用于光學(xué)級熔融石英的片上打印。

這項研究的突破在于采用了低溫條件下的3D打印技術(shù)，使得納米級玻璃結(jié)構(gòu)的制造更加可行。傳統(tǒng)方法中需要高溫?zé)Y(jié)的限制得以克服，而使用液態(tài)樹脂籠狀結(jié)構(gòu)的方法使得納米級結(jié)構(gòu)能夠以更低的溫度固化成連續(xù)的玻璃材料。

這一技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。納米級的3D打印物體可以應(yīng)用于微電子領(lǐng)域，尤其是光學(xué)部件的制造。通過提高納米級結(jié)構(gòu)的分辨率，可以實現(xiàn)更小型化、更高性能的微型光學(xué)元件。此外，將該技術(shù)應(yīng)用于光學(xué)級熔融石英的片上打印，可以進一步擴展其應(yīng)用范圍。