Os cientistas aprenderam a imprimir rapidamente estruturas de vidro 3D complexas – isso é útil para biotecnologia, óptica e muito mais

O vidro quimicamente e termicamente resistente é muito preferido na indústria, medicina e ciência sobre o plástico. E se as pessoas aprenderam a lidar bem com a impressão de modelos 3D de plástico, a impressão 3D de vidro pode ajudar a desenvolver muitas áreas promissoras. Agora é possível. Cientistas americanos e alemães aprenderam a imprimir rapidamente modelos de vidro 3D em escala micro.

Fonte da imagem: Adam Lau/Berkeley Engineering

A tecnologia proposta é baseada no material Glassomer inventado por cientistas da Universidade de Freiburg e no método de impressão 3D inventado na Universidade da Califórnia em Berkeley chamado “Computer Axial Lithography (CAL). O método CAL foi introduzido há cerca de quatro anos. Este é um método de impressão de fotopolímero no qual um modelo 2D é projetado na espessura de uma resina polimérica líquida em diferentes ângulos. Onde a intensidade da luz atinge um valor limite, a resina endurece rapidamente. Depois, basta lavar o modelo em um solvente para retirar a composição líquida e o modelo está pronto, o que leva alguns minutos.

O material vítreo proposto pelos alemães é uma mistura de um polímero transparente com pó de vidro de quartzo. Um modelo também pode ser projetado nesta mistura transparente, após o que endurece. Depois disso, o modelo é colocado em um forno, onde o plástico é queimado e o pó de quartzo é sinterizado em um único produto de vidro.

De acordo com os cientistas, que publicaram os resultados de seu trabalho na prestigiosa revista Science, pela primeira vez eles conseguiram imprimir vidro com estruturas na faixa de 50 micrômetros em apenas alguns minutos, que é aproximadamente a espessura de um fio de cabelo humano. . Além disso, as superfícies dos componentes são mais lisas do que com os processos convencionais de impressão 3D.

Possíveis aplicações do processo de fabricação inovador são vistas na criação de componentes de sensores micro-ópticos, na produção de headsets de realidade virtual e microscópios modernos. “A capacidade de produzir esses componentes em alta velocidade e com grande liberdade geométrica nos permitirá criar novas funções e produtos mais econômicos no futuro”, dizem os autores do desenvolvimento. Particularmente promissora é a produção de estruturas na forma de microcanais para dispositivos de diagnóstico médico em sistemas em um chip, o que abrirá caminho para novos medicamentos e melhor controle de doenças.