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玻璃制造是世界最古老的一种工艺。5000 多年前，古代美索不达米亚人和埃及人制得了玻璃釉；罗马帝国早期，人们发明了玻璃吹制技术。
从 20 世纪中期起，人们在工厂里制造玻璃。他们将沙子熔化，装入有熔融锡的缸子里，待其浮起形成玻璃板。（玻璃也是在沙漠中试验原子弹会产生的副产物）。
现在，研究者希望用“3D 打印”这种更多功能、更现代的技术制造玻璃。本周四《自然》期刊发表了德国科研团队带来的玻璃制造新方法：通过 3D 打印机把“液体玻璃”塑造成复杂的结构，然后加热成固态。这种技术能降低复杂、精细玻璃制品的生产成本，节省时间，而且制出的高品质玻璃十分光滑，足以用来制作透镜和镜子，Bastian Rapp 说。他是卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology）的首席研究员，也是这项研究论文的作者之一。
如今 3D 打印技术比从前普及得多，但它的用途依然基本限于塑料、陶瓷和金属材料领域。人们从前认为 3D 打印技术对玻璃不适用，Rapp 说，“我们想填补这个重要的材料技术空白。”
其他科研团队也 3D 打印出了玻璃，比如以色列公司 Micron3DP 和麻省理工学院媒体实验室的 Neri Oxman 团队。不过 3D 打印行业网站（3D Printing Industry）的主编 Michael Petch 认为，Rapp 的方法与众不同。其他两种方法涉及熔化和线状材料铺设，有点像胶枪的操作过程。分层挤出的材料让玻璃很难形成平滑、透明的成品，Petch 说。
Rapp 团队采用“立体光刻”技术制造玻璃，靠紫外线作用塑形。他们将高浓度玻璃纳米粒子掺入“光固化液”（光固化液在紫外线照射下会变硬）。混合物置于容器中，逐层暴露在紫外线下。经过编程设置的紫外线能在每层材料上形成不同形状，暴露出来的区域材料硬化。然后把结构体放在高温熔炉中加热，烧掉残余液体，将玻璃纳米粒子熔在一起。
要制作复杂、独特形态的玻璃，这种方式可能比现在普遍采用的方式更省钱省力，Rapp 说。目前，人们制造大型玻璃结构体要经过全面的熔铸过程，细节的蚀刻还要用到有害的化学剂。用这种新方法，你就可以上传自己的 3D 设计，“让软件完成其余的工作，”他说。
据 Rapp 介绍，这种技术还有许多潜在的应用对象，大到摩天大楼的外立面，小到化学研究用的精密器材。因为最终玻璃成品的透光度、反射性足够好，能用作光学器材，有一天可能会拿来做智能手机的摄像头或者光计算组件。
人们甚至可以在家里设计自己的玻璃制品。Rapp 说：“也许在未来，如果你摔坏了玻璃杯，可以自己 3D 打印一只新杯子。”
麻省理工学院的 Oxman 博士称赞这项新研究是“对玻璃立体光刻技术最详尽的展示”。她说，Rapp 团队目前证明了这项技术能处理厘米级别的小尺寸产品——但未必能解决大规模、建筑尺度的制造问题（这是她的团队在针对性研究的课题）。不过她说，“这毕竟是朝正确方向的一次飞跃。”
翻译 Alicia Lee
题图来自 Public Domain Picture
© 2017 THE NEW YORK TIMES
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玻璃制造是世界最古老的一种工艺。5000 多年前，古代美索不达米亚人和埃及人制得了玻璃釉；罗马帝国早期，人们发明了玻璃吹制技术。
从 20 世纪中期起，人们在工厂里制造玻璃。他们将沙子熔化，装入有熔融锡的缸子里，待其浮起形成玻璃板。（玻璃也是在沙漠中试验原子弹会产生的副产物）。
现在，研究者希望用“3D 打印”这种更多功能、更现代的技术制造玻璃。本周四《自然》期刊发表了德国科研团队带来的玻璃制造新方法：通过 3D 打印机把“液体玻璃”塑造成复杂的结构，然后加热成固态。这种技术能降低复杂、精细玻璃制品的生产成本，节省时间，而且制出的高品质玻璃十分光滑，足以用来制作透镜和镜子，Bastian Rapp 说。他是卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology）的首席研究员，也是这项研究论文的作者之一。
如今 3D 打印技术比从前普及得多，但它的用途依然基本限于塑料、陶瓷和金属材料领域。人们从前认为 3D 打印技术对玻璃不适用，Rapp 说，“我们想填补这个重要的材料技术空白。”
其他科研团队也 3D 打印出了玻璃，比如以色列公司 Micron3DP 和麻省理工学院媒体实验室的 Neri Oxman 团队。不过 3D 打印行业网站（3D Printing Industry）的主编 Michael Petch 认为，Rapp 的方法与众不同。其他两种方法涉及熔化和线状材料铺设，有点像胶枪的操作过程。分层挤出的材料让玻璃很难形成平滑、透明的成品，Petch 说。
Rapp 团队采用“立体光刻”技术制造玻璃，靠紫外线作用塑形。他们将高浓度玻璃纳米粒子掺入“光固化液”（光固化液在紫外线照射下会变硬）。混合物置于容器中，逐层暴露在紫外线下。经过编程设置的紫外线能在每层材料上形成不同形状，暴露出来的区域材料硬化。然后把结构体放在高温熔炉中加热，烧掉残余液体，将玻璃纳米粒子熔在一起。
要制作复杂、独特形态的玻璃，这种方式可能比现在普遍采用的方式更省钱省力，Rapp 说。目前，人们制造大型玻璃结构体要经过全面的熔铸过程，细节的蚀刻还要用到有害的化学剂。用这种新方法，你就可以上传自己的 3D 设计，“让软件完成其余的工作，”他说。
据 Rapp 介绍，这种技术还有许多潜在的应用对象，大到摩天大楼的外立面，小到化学研究用的精密器材。因为最终玻璃成品的透光度、反射性足够好，能用作光学器材，有一天可能会拿来做智能手机的摄像头或者光计算组件。
人们甚至可以在家里设计自己的玻璃制品。Rapp 说：“也许在未来，如果你摔坏了玻璃杯，可以自己 3D 打印一只新杯子。”
麻省理工学院的 Oxman 博士称赞这项新研究是“对玻璃立体光刻技术最详尽的展示”。她说，Rapp 团队目前证明了这项技术能处理厘米级别的小尺寸产品——但未必能解决大规模、建筑尺度的制造问题（这是她的团队在针对性研究的课题）。不过她说，“这毕竟是朝正确方向的一次飞跃。”
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