科學家運用納米級二氧化矽3D打印技術製作出世界上最小的酒杯
科學家們創造了世界上最小的酒杯,比人的頭髮還要窄。該模型實際上可以被看成是一種玻璃部件,是由先進的新的3D打印工藝製作而來,這種新設備可以幫助為電子和光學設備製造納米級的玻璃部件。
這種3D打印酒杯只能夠在掃描電子顯微鏡下才能看到,只有幾十微米高。而且,在這個小小的舞台上,它並不孤單–該團隊還創造了螺旋、懸臂、針陣列、光學諧振器和項目背後的大學KTH皇家理工學院的標誌等迷你模型。
過去也有類似的微小藝術品被3D打印出來,包括一艘船和一系列令人難以置信的詳細的納米雕塑,它們都小到可以放人的頭髮上。但是這批新作品全部由二氧化矽玻璃製成,這是對微小玻璃結構的新打印技術的展示。
這個過程從一小群被稱為氫矽氧烷(HSQ)的材料開始,其中含有形成矽玻璃(二氧化矽)所需的成分。為此,該液體被激光脈衝擊中,每個脈衝僅持續萬億分之一秒,這使得HSQ在激光的焦點處交聯成矽玻璃。這個過程能夠創建小至65 x 260納米的體素(3D像素),使系統能夠在HSQ中直接打印物體。
該團隊表示,這種技術比現有的玻璃3D打印方法要有效得多,後者通常需要長時間的高溫,不僅如此,以這種方式製造的物體在使用過程中仍能承受高溫。
然而,這並不只是一種令人印象深刻的新藝術形式的曙光。研究人員說,它可以用來為光學系統製造更小、更精確的玻璃部件,如鏡片或諧振器。事實上,這些部件可以直接在光纜的頂端進行3D打印。
該研究的共同作者Kristinn Gylfason說:”互聯網的主幹是基於玻璃製成的光纖。在這些系統中,需要各種過濾器和耦合器,現在可以通過我們的技術進行3D打印。這開啟了許多新的可能性”。
這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。