玻璃模塑像塑料一样可以迎来复杂玻璃形状的新时代

玻璃制作 - 人类最古老的材料之一 - 正在得到21世纪的改造。一种新的玻璃制作方法对塑料等材料进行处理，使科学家们注塑模具疫苗小瓶，蜿蜒的渠道用于进行实验室化学，以及其他复杂的形状。

“这是一个非常令人兴奋的论文，”Ethzürich的材料科学家AndréStudart说。 “这是一种形成玻璃成复杂和有趣的几何形状的好方法。”

玻璃首先在埃及和东部美索托米亚左右生产，约3500 b. ..然后，现在，通过熔化二氧化硅或二氧化硅，在约2000℃下，然后使用各种技术来形成材料来制造材料。现代玻璃制服技术可以轻松批量生产某些形状，如平面窗口和圆形瓶子，但不能批量生产现代生物医学仪器所需的复杂设计。

2017年，由Albert Ludzgig弗赖堡大学的Microsystems工程师Frederik Kotz领导的研究人员出发了改变这一点。他们重新加工了一个3D打印机来锻造玻璃而不是印刷塑料或金属。

科学家通过将二氧化硅纳米颗粒与可以用紫外（UV）光固化的聚合物混合来产生可打印粉末。在印刷他们想要的形状后，它们用UV光固化聚合物，因此它将保持其形状。然后它们在烘箱中烧制混合物以燃烧聚合物并将二氧化硅颗粒熔化成连续的玻璃结构。

这种方法有效，使得可以制作微小的椒盐脆饼和副本城堡门的形状。该工作源于希望为电信设备建造分钟镜头和其他复杂的透明光学组件的公司的兴趣。但程序较慢，逐一的组件缩短，而不是一种可以生产零件的完全工业方法，与塑料一样。

为了加快速度，KOTZ和他的同事现在已经扩展了纳米复合材料的方法来使用注射成型，用于大量生产塑料部件的过程，如TON的塑料零件。研究人员再次以微小的二氧化硅颗粒开始。然后该团队将二氧化硅与两种聚合物，聚乙二醇（PEG）和聚乙烯丁（PVB）混合。该混合物采用牙膏稠度产生干粉。将粘贴粘贴到挤出机中，将其压入预成型的模具，如圆盘或微小齿轮。

在模具外面，部件保持其形状，因为无数弱的吸引力粘合，称为范德华相互作用，在相邻的二氧化硅颗粒之间形成。但这些部分仍然是脆弱的。

为了使它们淬火，研究人员用水来洗掉钉子。然后，它们以两个阶段烧制剩余的材料：首先在600°C时烧掉PVB，然后在1300°C下熔化，使二氧化硅颗粒熔化到最终件中。

Kotz说：“你最终进入最终是高纯度的硅胶玻璃”。玻璃零件还最终有商业电信设备和化学反应堆所需的光学和化学特性，他和他的同事今天在科学中报告。

这是有用的，所以STUDART说，因为玻璃'透明度，化学惰性和高温稳定性，使其成为诊断，用于制药的包装，甚至颠簸的表面，提高太阳能电池的效率。 “我认为[方法]会触发很多新想法。”

然而，Studart表示，这种新的批量生产玻璃部件的方法仍然面临瓶颈：洗掉钉子必须慢慢完成，超过几天，确保玻璃部件不会破裂。他说，速度升起，玻璃注射成型可能变得像塑料一样流行。