Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали новую технику для печати стекла на 3D-принтере. С ее помощью можно создавать небольшие стеклянные объекты сложной формы. При этом во время печати не требуется нагревать материал до очень высоких температур, передает пресс-служба ETH Zurich. Исследователи сообщили о своих результатах в журнале Natural Materials.
Обычно для 3D-печати не используют стекло, керамику и другие подобные материалы – из-за их высокой температуры плавления. Однако швейцарские ученые придумали способ, который позволяет это исправить.
Сначала исследователи подготовили специальный раствор с фотоотверждаемыми полимерными прекурсорами (веществами-«предшественниками») стекла. Затем они применили метод цифровой обработки света – и воздействовали на определенные места в растворе ультрафиолетовым светом. Там, куда попадали лучи, вещество отвердевало. Таким образом, в жидком растворе формировался твердый предмет. После этого происходило расслоение вещества на две фазы: оксидный прекурсор и полимер. Полимеры образовали лабиринтоподобную структуру, а молекулы прекурсора заполняли промежутки этого лабиринта.
С помощью такого метода стеклянный объект может быть построен слой за слоем. Исследователи могут изменять различные параметры в каждом слое, включая размер пор: слабая интенсивность света приводит к образованию больших пор, а интенсивное освещение – наоборот, небольших.
Далее получившуюся заготовку обжигают при двух разных температурах: сначала при температуре 600 °С, чтобы сжечь полимерную основу, и затем при температуре около 1000 °С, чтобы уплотнить стеклянную структуру. В процессе обжига объекты сильно уменьшаются, но становятся прозрачными и плотными, как оконное стекло. Прозрачность полученного стекла составила около 85%, а плотность – 98%.
[Фото: GROUP FOR COMPLEX MATERIALS / ETH ZURICH]
