Иерусалим, 5 октября 2025 года (TPS-IL) — Израильские ученые добились прорыва в 3D-печати, разработав первый метод печати стекла без использования связующих веществ или экстремального тепла. Подход команды использует свет для запуска химической реакции, которая прямо формирует кремниевые структуры, устраняя необходимость в органических добавках, которые долгое время усложняли 3D-печать стекла.

Стекло является неотъемлемым элементом современных технологий, от оптоволокон, передающих данные по всему миру, до микрофлюидных чипов, используемых в медицинской диагностике. Хотя 3D-печать обещала возможность производства высококастомизированных стеклянных деталей, традиционные методы требовали органических связующих для удержания материала во время печати. Эти связующие позднее должны были быть выжжены, что может вызвать трещины, усадку или потерю точности.

«В течение веков стекло формировалось огнем, песком и терпением», — сказал профессор Шломо Магдасси из Института химии Иерусалимского университета, возглавивший исследовательскую группу, в которую вошли ученые Амир Рейсингер и Натанель Ярах. «Этот подход переносит его в XXI век. Сделав 3D-печать стекла более чистой и универсальной, мы открываем дверь к приложениям, затрагивающим каждый аспект современной жизни.»

Команда из Иерусалимского университета обошла эту проблему, разработав фотоиндуцированную неорганическую соль-гель реакцию. Под воздействием света материал затвердевает в точные кремниевые структуры без какого-либо клея или связующего. Процесс требует лишь умеренной температуры 250 °C для получения пористого стекла с определенной степенью прозрачности, значительно ниже >1000 °C, характерного для традиционного стеклоделания. Исследование было опубликовано в рецензируемом журнале Materials Today.

Метод совместим с обычными принтерами с цифровой обработкой света (DLP) и может производить объекты размером в сантиметры, а не только маленькие прототипы. Он также снижает химические отходы и энергопотребление, делая его более устойчивой альтернативой традиционному производству стекла.

«Это больше, чем лабораторный эксперимент», — сказал Рейсингер. «Теперь мы можем создавать сложные, высокопроизводительные стеклянные структуры, которые ранее были невозможны. Потенциальные применения в оптике, биомедицинской инженерии и микрофлюидике огромны.»

Связующее-бесплатная 3D-печать стекла открывает широкий спектр практических применений в различных областях, поскольку позволяет производить точные, настраиваемые и более чистые кремниевые структуры. В оптике и фотонике это позволяет создавать микро-линзы, волноводы и оптические фильтры с интригующими геометриями. В биомедицинской инженерии это могло бы производить имплантируемые устройства, тканевые каркасы и платформы лаборатории-на-чипе, а в исследованиях и промышленности поддерживать микрореакторы, стеклянные каналы для химической обработки и высокоточные датчики или микро-электро-механические системы.

Помимо науки и технологий, этот подход также открывает новые возможности в искусстве и дизайне, позволяя производить сложные декоративные или функциональные стеклянные объекты, которые ранее были невозможны.

По словам Магдасси, этот прорыв может переопределить способ проектирования и производства стекла. «Избавившись от ограничений связующих и экстремального тепла, мы наконец-то можем реализовать полный потенциал стекла в современной технологии», — сказал он.