佐治亚理工学院的一组研究人员使用紫外线而不是极高的温度，开发了一种新方法，用于3D打印小型玻璃镜片和其他结构，这些结构可用于医疗设备和研究应用。

他们的工艺将印刷聚合物树脂转化为石英玻璃所需的热量从1,100°C降低到220°C左右，并将固化时间从12小时或更长缩短到仅5小时。他们用它来生产各种玻璃微结构，包括大约人类头发宽度的微型透镜，可用于体内医学成像。

由乔治·W·伍德拉夫机械工程学院H.JerryQi教授领导的团队在《科学进展》杂志上描述了他们的方法。

“这是一个探索性的例子，表明可以在温和的条件下制造陶瓷，因为二氧化硅是一种陶瓷，”齐说。“这是一个非常具有挑战性的问题。我们有一个由化学和材料科学领域的人员组成的团队，致力于采用数据驱动的方法来突破界限，看看我们是否可以用这种方法生产更多的陶瓷。”

随着医用内窥镜镜头的小型化，这些3D打印的玻璃结构可以创建微流体设备——通常是具有纳米或微米级通道的小型计算机芯片类设备，用于研究运动中的细胞或生物流体。研究人员表示，玻璃芯片比目前由聚合物材料制成的芯片更具优势，可以抵抗化学物质或体液的腐蚀。

该研究的第一作者李明哲表示，低温工艺还可以制造具有玻璃结构的微电子器件。

“我们可以原位打印，直接进入微电子领域，”齐实验室的博士后研究员李说。“微电子中使用的半导体材料不能承受很高的温度。如果我们想直接在板上进行打印，我们必须在低温下进行，而200°C绝对可以完成这项工作。”

该团队的印刷工艺为石英玻璃制造提供了一种气候友好的选择。

典型的玻璃增材制造工艺需要聚合物混合物，一旦形成所需的形状，就必须用热量将其烧掉。佐治亚理工学院团队的方法使用光树脂，利用一种称为深紫外光的紫外线将光树脂转化为玻璃。这样可以降低温度，从而节省大量热能。而且由于不需要添加额外的聚合物材料，因此首先涉及的资源较少。

研究人员采用了一种基于广泛使用的软聚合物(PDMS)的光敏树脂，并且他们不需要像其他3D打印方法那样在混合物中添加二氧化硅纳米颗粒。其结果是高度透明的玻璃，不存在添加纳米颗粒可能出现的潜在光学问题。他们生产的玻璃镜片与商业制造的熔融石英玻璃一样光滑。

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