Estruturas ocas tridimensionais em vidro de quartzo. Crédito:AG Rapp
O vidro de quartzo é o material preferido para aplicações que requerem uso de longo prazo devido à sua alta estabilidade química e mecânica e excelentes propriedades ópticas. O engenheiro Prof. Dr. Bastian E. Rapp do Departamento de Engenharia de Microsistemas (IMTEK) da Universidade de Freiburg e sua equipe desenvolveram o processo Glassomer, um método que permite aos cientistas moldar o vidro como o plástico. Na revista científica Nature Communications , Eles recentemente apresentaram uma nova aplicação:eles agora são capazes de produzir estruturas ocas tridimensionais em vidro de quartzo.
O vidro é quimicamente muito resistente, é por isso que cavidades como guias de ondas ópticas ou canais microfluídicos são difíceis de produzir nele, especialmente se eles tiverem que ser tridimensionais. O processo Glassomer desenvolvido por Rapp e sua equipe simplificou esse processo. Glassomer é uma mistura na qual óxido de silício de alta pureza é adicionado na forma de pó fino a um plástico líquido. Enquanto esta mistura for líquida, pode ser processado como um plástico. Quando exposto à luz, endurece para que possa, por exemplo, ser perfurado ou fresado. Durante a etapa final de tratamento térmico no processo, o plástico é decomposto deixando um componente de vidro denso. Até agora, as estruturas de canais não puderam ser fabricadas porque os pesquisadores tiveram que remover o material líquido das cavidades, o que não é possível para canais longos.
Os cientistas de Freiburg estão, portanto, adotando uma abordagem diferente, criando primeiro a cavidade desejada como um componente polimérico na impressora 3-D:um canal posterior é impresso como um fio de polímero e então encapsulado com Glassomer. O produto impresso acabado é então aquecido a 1, 300 graus Celsius para que o plástico - incluindo o fio de polímero - seja decomposto. O resultado é um canal cercado por vidro real.