Nature サブジャーナル: KTH が髪の毛よりも細い精度の新しいシリカガラスマイクロ 3D 印刷技術を開発

Nature サブジャーナル: KTH が髪の毛よりも細い精度の新しいシリカガラスマイクロ 3D 印刷技術を開発
2023年6月21日、アンタークティックベアは、ストックホルムのKTH王立工科大学の研究者が、肉眼ではほとんど区別がつかず、縁のサイズが人間の髪の毛の幅よりも小さい世界最小のワイングラスを3Dプリントしたことを知りました。この研究は、通信からロボット工学まで幅広い産業に応用できる可能性のある石英ガラス構造を作成するための新しい簡素化された技術を実証しています。
世界最小の3Dプリントワイングラス(左)と光ファイバー通信用光共振器。KTH王立工科大学の走査型電子顕微鏡で撮影。ガラスの端は人間の髪の毛の幅よりも小さい。関連研究は、Po-Han Huang、Miku Laaksoらが共同執筆した「サブマイクロメートル解像度のシリカガラスの3次元印刷」と題する論文として、Nature Communications誌に掲載された。

関連論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38996-3
レーザー直接書き込みによる石英ガラス微細構造の3Dプリント。 3Dプリントガラスの特性とアニール効果。 3Dプリントされた光学デモンストレーターとその特性評価。
KTH のフランク・ニクラウス教授によると、この新技術は、熱処理の必要性など、基本的な石英ガラス部品を 3D 印刷する際の主な課題を克服しているという。同氏はまた、この技術は低侵襲手術に使われる医療機器用のカスタマイズされたレンズ、極限環境を移動するマイクロロボット、光ファイバーネットワーク用のフィルターやカプラーの製造にも利用できると述べた。
研究者たちはこの技術を利用して新しいタイプの光ファイバーフィルターを製造した。研究者らは、この技術によって人間の髪の毛ほどの細さの光ファイバーの先端にデバイスを直接印刷できることを示した。
「インターネットのバックボーンはガラス光ファイバーに基づいています」と、KTH マイクロナノシステム学部の准教授でこの研究の共著者であるクリスティン・ギルファソン氏は言う。「これらのシステムでは、さまざまなフィルターやカプラが必要ですが、私たちの技術で 3D プリントできるようになり、多くの新しい可能性が開かれました。」
「この方法は、通常、材料を数百度に何時間も加熱する必要がある石英ガラスの3Dプリントに必要なエネルギーを大幅に削減します」と、KTH博士課程の学生でこの研究の主執筆者であるPo-Han Huang氏は述べました。「新しい印刷技術の利点は、熱処理が不要で、ガラスがアプリケーションでの極度の高温に耐えられることです。」
この方法のもう一つの利点は、容易に入手可能な市販の材料を使用して製造できるということである。
黄博士はまた、「熱処理工程を省くことで、この技術がさまざまな応用シナリオで幅広く使用される可能性が高まります。用途が異なれば、3D印刷方法を統合する際に考慮すべき問題も異なることがよくあります。私たちの方法は、さまざまな用途に合わせて最適化する必要がありますが、私たちの方法は、実際のシナリオで3Dガラス印刷を応用するための重要かつ必要なブレークスルーを提供すると信じています。」と述べました。
シリカガラス、マイクロ3Dプリント

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