Forskere udskriver kanalstrukturer i kvartsglas

Kvartsglas er det foretrukne materiale til applikationer, der kræver langvarig brug på grund af dets høje kemiske og mekaniske stabilitet og fremragende optiske egenskaber. Ingeniøren Prof. Dr. Bastian E. Rapp fra Institut for Mikrosystemteknik (IMTEK) ved Universitetet i Freiburg og hans team har udviklet Glassomer-processen, en metode, der gør det muligt for forskere at forme glas som plastik. I det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation , de præsenterede for nylig en ny ansøgning:De er nu i stand til at producere tredimensionelle hule strukturer i kvartsglas.

Glas er kemisk meget modstandsdygtigt, hvilket er grunden til, at hulrum såsom optiske bølgeledere eller mikrofluidkanaler er vanskelige at producere i det, især hvis de skal være tredimensionelle. Glassomer-processen udviklet af Rapp og hans team forenklede denne proces. Glassomer er en blanding, hvori højrent siliciumoxid tilsættes i fin pulverform til en flydende plast. Så længe denne blanding er flydende, det kan behandles som en plastik. Når de udsættes for lys, det hærder, så det kan, for eksempel, bores eller fræses. Under det sidste varmebehandlingstrin i processen, plasten nedbrydes og efterlader en tæt glaskomponent. Indtil nu, kanalstrukturer kunne ikke fremstilles, fordi forskerne skulle fjerne det flydende materiale fra hulrummene, hvilket ikke er muligt for lange kanaler.

Freiburg-forskerne tager derfor en anden tilgang ved først at skabe det ønskede hulrum som en polymerkomponent i 3-D-printeren:En senere kanal udskrives som en polymertråd og indkapsles derefter med Glassomer. Det færdige trykte produkt opvarmes derefter til 1, 300 grader Celsius, så plasten – inklusive polymertråden – nedbrydes. Resultatet er en kanal omgivet af ægte glas.