耶路撒冷希伯來研究人員開發(fā)出無粘合劑3D打印玻璃技術(shù)

2025年10月3日，南極熊獲悉，耶路撒冷希伯來大學(xué)的研究人員宣稱開發(fā)出全球首款無需有機(jī)粘合劑的3D打印玻璃技術(shù)。這一創(chuàng)新方法利用光引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，直接成型高精度二氧化硅結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了更快、更清潔、更高分辨率的玻璃制造，更有望將應(yīng)用拓展至光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)及微流控等高端領(lǐng)域。

△相關(guān)研究已發(fā)表在《今日材料》期刊，題目為“基于立體光刻技術(shù)，使用不含有機(jī)粘合劑的溶液進(jìn)行二氧化硅3D打印”（傳送門）

攻克百年工藝難題

幾個(gè)世紀(jì)以來，玻璃以優(yōu)異的透明性、耐用性和化學(xué)穩(wěn)定性，長期在光纖通信、精密光學(xué)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域扮演關(guān)鍵角色。然而，傳統(tǒng)玻璃制造工藝高度依賴高溫熔融與復(fù)雜的成型流程，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)和定制化需求。盡管近年來3D打印技術(shù)為玻璃制造帶來新機(jī)遇，但現(xiàn)有方法普遍依賴有機(jī)粘合劑，后續(xù)需高溫?zé)Y(jié)去除粘結(jié)成分，易導(dǎo)致制品開裂、收縮及分辨率損失，限制了高性能玻璃器件的規(guī)?；瘧?yīng)用。

△使用不含有機(jī)粘合劑的溶液進(jìn)行二氧化硅3D打印流程示意圖

如今，耶路撒冷希伯來大學(xué)化學(xué)研究所的科學(xué)家Amir Reisinger、Natanel Jarach和 Shlomo Magdassi教授提出了一種無需粘合劑的3D打印石英玻璃的方法。該方法在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字光處理（DLP）3D打印機(jī)上即可實(shí)現(xiàn)，無需任何有機(jī)添加劑。材料在光照下直接發(fā)生受控固化，避免了高能耗、高廢棄物的傳統(tǒng)步驟。經(jīng)簡單250°C熱處理后，即可獲得中等透明度的多孔石英玻璃，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)玻璃制造所需的>1000°C高溫。

△制造過程示意

Magdassi教授表示：“作為人類最古老的材料之一，玻璃因這項(xiàng)技術(shù)而被徹底改變。這種更清潔、更靈活的3D打印方法，為現(xiàn)代生活的諸多領(lǐng)域開啟了前所未有的可能性?！?br />
這項(xiàng)新技術(shù)具備出色的商業(yè)兼容性和可擴(kuò)展性，可批量制造厘米級(jí)復(fù)雜二氧化硅結(jié)構(gòu)，突破了以往3D打印玻璃僅能實(shí)現(xiàn)微型原型的限制。這種綠色、低能耗的工藝流程，契合可持續(xù)制造趨勢。未來有望加速光學(xué)元件（如可定制微透鏡、濾波器、波導(dǎo)）、生物醫(yī)學(xué)工程（可植入器械、支架、芯片實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)）、微流控（高精度藥物測試和化學(xué)分析通道）等領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐。