用标准3D打印机，建造一座玻璃城堡

本周《自然》发表的研究Three-dimensional printing of transparent fused silica glass报告称，使用标准3D打印技术可以制造复杂精细的高质量玻璃形状，如微小的扭结状脆饼干或城堡。利用该技术可以制作具有较高光学性能的结构，它们或适合用于设计复杂的透镜和过滤器。

这些精细的玻璃制品并非加热变形或酸蚀加工而成，而是3D打印得来的。

Kotz et al.

玻璃具有大量实用属性，包括电绝缘与热绝缘以及无与伦比的光学透明性。然而要制作复杂的玻璃结构，尤其是使用高纯度玻璃（如熔融石英玻璃）来制作并非易事。

一般要给玻璃塑形就需要加热，但它要较高的温度（石英玻璃需要1000-1500°C）才能熔化变软。而仅仅凭熔化塑形形成的平滑的形态，无法形成精细的结构，要做到这点只有用氢氟酸等具有强腐蚀性而又有害的物质才能造出细致的花纹或结构。这样不仅麻烦，而且也有潜在的危险。3D打印技术能够轻松制作出复杂的结构，但普通的打印机使用的材料大多是塑料之类的，玻璃这种高熔点材料很难用这种方法被制成成品。

通过制备石英纳米复合材料进行复杂玻璃结构的3D打印。

Kotz et al.

德国卡尔斯鲁厄理工大学的Bastian Rapp及同事发明了一种新技术克服了这一难题，他们在标准3D打印机中使用可以自由流动的石英纳米复合材料（被称为“液态玻璃”）制作出复杂的形状，然后经过热加工处理形成具有较高光学性能的熔融石英玻璃结构。这些结构光滑而又透明，特征小至几十微米，可用于制造精密的玻璃仪器、光学镜头，以及精细的玻璃艺术品。

打印玻璃（红线）和石英玻璃（黑线）的光学特性对比。

Kotz et al.

利用这项新技术制作的表面，其透明度和反射率足够其用于大量光学应用中。作者总结表示，该工艺有助于使已知最古老的材料之一能够为21世纪的3D打印技术所用。未来的科学家、工程师和艺术家将会用这项技术做出什么样的东西呢？真令人期待啊。

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Three-dimensional printing of transparent fused silica glass