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世界观速讯丨科学家运用纳米级二氧化硅3D打印技术制作出世界上最小的酒杯

日期:2023-06-21 17:58:07 来源:cnBeta


(资料图片)

科学家们创造了世界上最小的酒杯,比人的头发还要窄。该模型实际上可以被看成是一种玻璃部件,是由先进的新的3D打印工艺制作而来,这种新设备可以帮助为电子和光学设备制造纳米级的玻璃部件。

这种3D打印酒杯只能够在扫描电子显微镜下才能看到,只有几十微米高。而且,在这个小小的舞台上,它并不孤单--该团队还创造了螺旋、悬臂、针阵列、光学谐振器和项目背后的大学KTH皇家理工学院的标志等迷你模型。

过去也有类似的微小艺术品被3D打印出来,包括一艘船和一系列令人难以置信的详细的纳米雕塑,它们都小到可以放人的头发上。但是这批新作品全部由二氧化硅玻璃制成,这是对微小玻璃结构的新打印技术的展示。

这个过程从一小群被称为氢硅氧烷(HSQ)的材料开始,其中含有形成硅玻璃(二氧化硅)所需的成分。为此,该液体被激光脉冲击中,每个脉冲仅持续万亿分之一秒,这使得HSQ在激光的焦点处交联成硅玻璃。这个过程能够创建小至65 x 260纳米的体素(3D像素),使系统能够在HSQ中直接打印物体。

该团队表示,这种技术比现有的玻璃3D打印方法要有效得多,后者通常需要长时间的高温,不仅如此,以这种方式制造的物体在使用过程中仍能承受高温。

然而,这并不只是一种令人印象深刻的新艺术形式的曙光。研究人员说,它可以用来为光学系统制造更小、更精确的玻璃部件,如镜片或谐振器。事实上,这些部件可以直接在光缆的顶端进行3D打印。

该研究的共同作者Kristinn Gylfason说:"互联网的主干是基于玻璃制成的光纤。在这些系统中,需要各种过滤器和耦合器,现在可以通过我们的技术进行3D打印。这开启了许多新的可能性"。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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