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

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

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

攻克百年工藝難題

幾個世紀以來，玻璃以優(yōu)異的透明性、耐用性和化學穩(wěn)定性，長期在光纖通信、精密光學、醫(yī)療診斷等領域扮演關鍵角色。然而，傳統(tǒng)玻璃制造工藝高度依賴高溫熔融與復雜的成型流程，難以實現(xiàn)復雜結構和定制化需求。盡管近年來3D打印技術為玻璃制造帶來新機遇，但現(xiàn)有方法普遍依賴有機粘合劑，后續(xù)需高溫燒結去除粘結成分，易導致制品開裂、收縮及分辨率損失，限制了高性能玻璃器件的規(guī)模化應用。

△使用不含有機粘合劑的溶液進行二氧化硅3D打印流程示意圖

如今，耶路撒冷希伯來大學化學研究所的科學家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。該方法在標準數(shù)字光處理（DLP）3D打印機上即可實現(xiàn)，無需任何有機添加劑。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，玻璃因這項技術而被徹底改變。這種更清潔、更靈活的3D打印方法，為現(xiàn)代生活的諸多領域開啟了前所未有的可能性。”

這項新技術具備出色的商業(yè)兼容性和可擴展性，可批量制造厘米級復雜二氧化硅結構，突破了以往3D打印玻璃僅能實現(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。未來有望加速光學元件（如可定制微透鏡、濾波器、波導）、生物醫(yī)學工程（可植入器械、支架、芯片實驗室平臺）、微流控（高精度藥物測試和化學分析通道）等領域的創(chuàng)新步伐。