Ước mơ về việc có thể in 3D mọi thứ, từ linh kiện điện tử đến một ngôi nhà hay thậm chí là bữa ăn, luôn là nguồn cảm hứng bất tận cho những người đam mê công nghệ. Dù chúng ta còn cách xa viễn cảnh đó nhiều thập kỷ, những tiến bộ vượt bậc đang dần hiện thực hóa từng phần của giấc mơ ấy. Mới đây, các nhà khoa học đã đạt được một thành tựu đáng chú ý: tìm ra phương pháp in 3D vật liệu có hình dáng và cảm giác rất giống thủy tinh. Mặc dù có thể chưa phải là “thủy tinh thật” 100%, nhưng công nghệ đột phá này mở ra khả năng tạo ra các cấu trúc thủy tinh mà trước đây không thể thực hiện được.
MIT mở ra kỷ nguyên mới cho in 3D vật liệu giống thủy tinh
Theo báo cáo từ Hackaday và được công bố trên website của Phòng thí nghiệm Lincoln thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), các nhà khoa học đã mô tả chi tiết về thành tựu mới nhất của họ. Các nhà nghiên cứu MIT từ lâu đã quan tâm đến việc sử dụng máy in 3D để tạo ra các cấu trúc thủy tinh. Tuy nhiên, quy trình này phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ đơn thuần đưa một hỗn hợp vào vòi phun của máy in.
Vấn đề chính nằm ở nhiệt độ cực cao (trên 1.000°C) cần thiết để nung kết (làm cứng) các sản phẩm thủy tinh. Quy trình xử lý ở nhiệt độ cao này không chỉ đòi hỏi thiết bị chuyên dụng đắt đỏ mà còn không tương thích với các vật liệu hoặc linh kiện nhạy cảm với nhiệt độ. Điều này đã cản trở đáng kể việc ứng dụng thủy tinh trong công nghệ in 3D.
Giải pháp đột phá của MIT là kết hợp natri silicat (còn được gọi là “thủy tinh lỏng”) với các hạt nano của các vật liệu vô cơ khác. Hỗn hợp đặc biệt này cho phép tạo ra hiệu ứng giống thủy tinh mà không gặp phải các thách thức về nhiệt độ. Thay vì hàng ngàn độ C, các nhà nghiên cứu đã đạt được kết quả ấn tượng chỉ bằng cách nung nóng hỗn hợp đến 250°C – một nhiệt độ hoàn toàn khả thi và dễ quản lý hơn nhiều đối với hệ thống in 3D hiện đại.
Mô hình in 3D cấu trúc giống thủy tinh được tạo ra bằng công nghệ mới của MIT
Tiềm năng ứng dụng và những bước tiến tiếp theo
Hiện tại, các nhà nghiên cứu MIT cho biết việc sử dụng hỗn hợp đặc biệt này cho phép họ in 3D các thiết kế phức tạp mà không thể đạt được bằng các kỹ thuật làm thủy tinh truyền thống. Vật liệu mới này còn sở hữu độ bền cấu trúc tốt, khả năng chịu nhiệt đáng kể và ít bị co ngót. Đây là những đặc tính cực kỳ quan trọng mở ra nhiều hướng phát triển.
Tuy nhiên, công trình của MIT vẫn chưa dừng lại. Nhóm nghiên cứu đang nỗ lực tìm kiếm sự kết hợp hoàn hảo để cải thiện “độ trong suốt quang học” của vật liệu giống thủy tinh này. Song song đó, họ cũng đang khám phá các loại “mực” in khác nhau, có khả năng phản ứng với các hóa chất và điện năng theo những cách riêng biệt, hướng đến một loạt ứng dụng đa dạng trong tương lai.
Có thể phải mất một thời gian nữa trước khi chúng ta có thể thưởng thức đồ uống từ chiếc cốc thủy tinh tự in 3D. Nhưng nếu khám phá này thành công thương mại hóa, nó chắc chắn sẽ là một lợi ích to lớn cho cộng đồng những người đam mê in 3D và các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu đặc biệt. Công nghệ in 3D vật liệu giống thủy tinh ở nhiệt độ thấp của MIT hứa hẹn sẽ mở ra nhiều cánh cửa cho sự sáng tạo và đổi mới trong tương lai.
Hãy chia sẻ suy nghĩ và dự đoán của bạn về tiềm năng của công nghệ in 3D thủy tinh này trong phần bình luận bên dưới!
