أضواء على الأبحاث

وداعًا للبلاستيك.. طابعة ثلاثية الأبعاد تسخِّر الزجاج

  • Published online:

D.G. Moore et al./Nature Mater.

تَمكَّن باحثون من جعْل طابعةٍ عادية ثلاثية الأبعاد تطبع أشكالًا معقدة من الزجاج، وذلك عند تغذيتها بخليطٍ مبتكر من المكونات، دون الحاجة إلى نفث زجاجٍ مصهور.

تتطلب عملية تشكيل الزجاج عادةً تسخينه إلى درجة حرارة تزيد على ألف درجة مئوية. ولتجنب تلك الحرارة الحارقة في أثناء الطباعة، عمل الباحثان كونال ماسانيا، وأندريه شتودارت، وزملاؤهما في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا بزيورخ، على تطوير وصفةٍ لصناعة الزجاج، تتضمن مواد أولية غير عضوية، تدخل في تصنيع الزجاج، ومركبات عضوية تستجيب للضوء. ويُضاف هذا الخليط إلى طابعةٍ عادية ثلاثية الأبعاد، تَستخدِم الضوء لتحويل الأحبار السائلة إلى مواد صلبة.

وخلال عملية الطباعة، يحفز الضوء المركبات العضوية على الترابط معًا في سلاسل طويلة، أو بوليمرات، وهذه تدفع – بدورها - المواد الأولية غير العضوية إلى الانتقال إلى المناطق الخالية من البوليمرات.

بعدها، يُعرَّض الشكل المطبوع للحرارة لإحراق البوليمر العضوي، فتتبقى مادةٌ مسامية مكونة من المركبات غير العضوية فقط، ثم تزيل الخطوة الأخيرة الهواء المحتجَز داخل المسام، وذلك بضغط القطعة، وإتمام تحويلها من خزفٍ معتم إلى زجاجٍ شفاف.

وقد استخدم الباحثون تلك العملية لتصميم أشكال معقدة مختلفة، منها ورقة شجر تحتوي على عددٍ من العروق المتفرعة (كما في الصورة).

(Nature Mater. http://doi.org/dd7j (2019