石英玻璃是一種應(yīng)用于要求長(zhǎng)期化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性以及優(yōu)異光學(xué)性能環(huán)境的優(yōu)選材料，微流控芯片就是這種材料的應(yīng)用方向之一。但也正是由于石英玻璃材料的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及機(jī)械硬度高，一直以來(lái)在石英玻璃種制造出微型復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)是充滿挑戰(zhàn)的。

發(fā)表于Nature Communications 期刊的研究論文“Fabrication of arbitrary three-dimensional suspended hollow microstructures in transparent fused silica glass”表明，借助微加工3D打印技術(shù)能夠克服這一難點(diǎn)，生成高精度的石英玻璃中空微結(jié)構(gòu)。

科研人員將該3D打印微結(jié)構(gòu)澆鑄在液體納米復(fù)合玻璃材料中，隨后用UV光在聚合物模板的頂部進(jìn)行照光固化。然后對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，將納米復(fù)合材料轉(zhuǎn)變成熔融石英玻璃，并從內(nèi)部熔化3D打印模板，在此過(guò)程中，溫度高達(dá)1300攝氏度，最終制造出帶有中空復(fù)雜微通道的石英玻璃結(jié)構(gòu)。

在對(duì)這一工藝進(jìn)行研究的過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)成功的制造出直徑小至7微米的通道。通過(guò)石英玻璃混合器等精密測(cè)試部件，研究團(tuán)隊(duì)展示了通過(guò)這種結(jié)合微型3D打印技術(shù)的工藝在制造復(fù)雜玻璃產(chǎn)品領(lǐng)域的可行性，也為玻璃材料的微細(xì)加工提供了可行性。

根據(jù)市場(chǎng)觀察，科研團(tuán)隊(duì)所使用的Nanoscribe 雙光子光刻3D打印技術(shù)已從科學(xué)研究應(yīng)用走向工業(yè)市場(chǎng)，近期他們推出了面向工業(yè)微加工的自動(dòng)化設(shè)備Quantum X，該設(shè)備最小XY特征尺寸為160納米，用于生產(chǎn)折射和衍射微光學(xué)原型、圓晶規(guī)模制造以及聚合物母?？焖僦圃臁?/span>

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