أصبحَ مفهومُ الطّباعةِ الثّلاثيّةِ الأبعادِ رائجاً في السّنواتِ الأخيرةِ بعدَ تحسّن أداءِ الطّابعات وانخفاضِ أسعارها. وانتشرَ استخدامها بين الباحثينِ والهواةِ على حدّ سواء. ومع تنوّعِ الموادّ المُستخدمة فيها، بقيت هذه الطّابعاتُ غيرَ قادرةٍ على طباعةِ الزّجاج.
قدّم الفريقُ العامل في معهدِ نبتون في كارلسروه بألمانيا، طريقةً جديدةً لطباعةِ الزّجاج باستخدامِ الطّابعات الثّلاثيّة الأبعادِ التّقليديّة. يُمكنُ لهذه التّقنيةِ أن تُساعد في تصميمِ عدساتٍ نقيّةٍ جدّاً للكاميراتِ، بالإضافةِ للعديدِ من الاستخداماتِ العلميّةِ والصّناعيّةِ الأخرى.

الطّابعات الثّلاثيّة الأبعادِ هي آلاتٌ يُمكن بواسطتها تصميمُ الأجسامِ باستخدامِ العديدِ من الموادّ؛ مثل البلاستيك والسّيراميك والمعادنِ وحتّى الخلايا الحيّة. تعملُ هذه الطّابعات على وضعِ طبقاتٍ متتاليةٍ من المادّةِ حتّى تُشكّل جسماً ثلاثيّ الأبعاد.
يمكنكم التّعرّف على المزيدِ حول هذه الطّابعات في المقالين التّاليين:
هنا
هنا

كان تصميمُ الأشكالِ الزّجاجيّة عن طريقِ هذه الطّابعات يتطلّب استخدامَ الليزرِ، أو تسخينِ الموادّ لدرجاتٍ عالية. وتعطي هذه الطّرائقُ منتجاً ذي سطحٍ خشنٍ وقاسٍ لا يُحققّ متطلّباتِ العديد من التّطبيقات.

يكمنُ السّرّ وراءَ نجاحِ الفريقِ في استخدامِ هذه الطّابعات لتصميمِ مُجسّماتٍ زُجاجيّةٍ معقّدةٍ، في الزّجاج السّائل. يتألّف هذا الزّجاجُ السّائلُ من جزيئاتٍ نانويّةٍ من السّيليكا؛ وهي المادّةُ الرّئيسة في تركيبِ الزّجاج. لا يتجاوزُ عرضُ هذه الجزيئاتِ 40 نانومتر؛ أي أقلّ سماكةً بحوالي 2500 مرّة من شعرةِ الإنسان.
الخطوةُ التّالية هي وضعُ هذه الجزيئاتِ في محلولٍ من هيدروكسيد إيثيل ميثاكريلات 1 والّذي يُكوّنُ الحبرَ المُستخدمَ في طباعةِ الزّجاجِ بواسطةِ الطّابعات الثّلاثيّة الأبعاد. يُعالجُ ناتجُ الطّباعةِ ضوئيّاً لتشكيلِ ما يُسمّى المادّة الخضراء. يلي ذلكَ المُعالجةُ الحراريّةُ لهذه المادّةِ، حيث تبدأ الحرارةُ بإذابةِ البوليميرات تاركةً خلفها جُزيئات الزّجاج فقط، وبِرَفعِ درجة الحرارةِ لتصلَ الى 1300 درجةٍ مئويّةٍ تنصهرُ جزيئات الزّجاجِ مع بعضها وتندمجُ لينتجَ عنها المادّة البنيّة؛ وهي عبارةٌ عن زجاجٍ شفّافٍ خالٍ من المسامّ والشّقوق. توضّح الصّورة 1 جميعَ المراحل:


Image: Nature

تسمحُ هذه الطّريقةُ لمستخدمي الطّابعات التّجارية تصميم مُجسّماتٍ زجاجيّةٍ صغيرةٍ بالغةِ الدّقّة، دونَ الحاجةِ للموادّ الكيميائيّةِ الخطيرة. ووفقاً لأحدِ أعضاءِ الفريق، تسمحُ هذه التّقنيةُ بطباعة عدساتٍ نقيّةٍ جدّاً للكاميراتِ، ومفاعلاتٍ زجاجيّة ميكرويّةٍ تحملُ خصائصَ الزّجاجِ من حيث مقاومةِ الحرارةِ والموادّ الكيميائيّةِ المُتفاعلةِ في داخلها.
كما يُمكن بواسطةِ هذه التّقنيّةِ طباعةُ المُركّبات المُستخدمةِ في النّقل السّريع للبياناتِ؛ كالألياف الضّوئيّة وغيرها من المكوّنات الّتي يُمكنُ استعمالُها في تطويرِ الحواسيبِ الضّوئيّة بدل الإلكترونيّة. ومن جهةٍ أخرى يُمكن استخدامها لطباعة مجسّماتٍ زُجاجيّةٍ ضخمةٍ لاستخدامها في المجالات المعماريّة و البناء.

الخطوة التّاليةُ للفريقِ هي إنشاءُ شركةٍ لتسويقِ هذه التّقنية، آملينَ أنّه في السّنوات القليلةِ القادمةِ ستصبحُ طباعةُ الزّجاجِ بمثلِ سهولةِ طباعةِ البلاستيك وانتشارها.

المصادر:
هنا
هنا