Forskare har 3D-printat världens minsta vinglas
Forskare har 3D-printat världens minsta vinglas – nästan omöjligt att se med blotta ögat – med en glaskant som är mindre än bredden på ett människohår. Tanken har emellertid inte varit att tillgodose de som gillar vin i väldigt små mängder. Snarare har glaset tillverkats för att demonstrera en ny förenklad teknik för att skapa silikaglasstrukturer för en rad användningsområden från datakommunikation till robotteknik.
Den nya tekniken, som utvecklats vid KTH i Stockholm, övervinner de utmaningar som finns vid 3D-utskrift av väsentliga kiselglaskomponenter. KTH-professorn Frank Niklaus säger att dessa inkluderar skräddarsydda linser för medicinska maskiner som utför minimal invasiv kirurgi, mikrorobotar som navigerar i extrema miljöer eller filter och kopplingar för fiberoptiska nätverk, för att nämna några exempel.
Just ett sådant fiberoptiskt filter är vad som producerades i med denna denna vetenskapliga studie. Forskarna visar att tekniken kan skriva ut enheter direkt på spetsen av en optisk fiber som är lika tunn som ett mänskligt hårstrå.
– Internets ryggrad bygger på optiska fibrer av glas. I de systemen behövs alla sorters filter och kopplingar som nu kan 3D-printas med vår teknik. Det här öppnar för många nya möjligheter, säger forskaren Kristinn Gylfason, docent i mikro- och nanosystem vid KTH och medförfattare till artikeln som precis publicerats.
Metoden minskar drastiskt den energi som behövs för att 3D-printa kiselglas, en process som normalt kräver uppvärmning av material upp till flera hundra grader under flera timmar.
– Fördelen med vår metod är att det inte finns något behov av termisk behandling och att glaset tål extrem värme i olika applikationer, säger studiens huvudförfattare, Po-Han Huang, doktorand vid KTH.
En annan fördel, fortsätter Po-Han Huang, är att metoden kan producera kiselglas av lättillgängliga, kommersiella material.
Att eliminera behovet av värmebehandling ökar möjligheten för tekniken att användas brett i olika tillämpningsscenarier. Bekymmer med att integrera 3D-utskriftsmetoder är vanligtvis olika för olika applikationer.
– Även om optimering av vår metod fortfarande krävs för olika applikationer, tror vi att vår metod utgör ett viktigt och nödvändigt genombrott för att 3D-glasutskrifter ska kunna användas i praktiska sammanhang, säger Po-Han Huang.
Så hur är det med vinglaset? Är det verkligen världens minsta? När allt kommer omkring har folk redan 3D-printat många demonstrationsobjekt, som statyer och modellbilar.
– Skillnaden är materialet. Ingen har 3D-printat ett vinglas som består av just glas, säger Frank Niklaus.
Text: David Callahan