इज़रायली वैज्ञानिकों ने 3D प्रिंटिंग में बड़ी सफलता हासिल की है, जिससे बिना बाइंडर या अत्यधिक गर्मी के कांच को प्रिंट करने की पहली विधि विकसित हुई है। टीम के दृष्टिकोण में प्रकाश का उपयोग करके एक रासायनिक प्रतिक्रिया को ट्रिगर किया जाता है जो सीधे सिलिका संरचनाएं बनाती है, जिससे कार्बनिक योजकों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है जिन्होंने लंबे समय से कांच की 3D प्रिंटिंग को जटिल बना रखा था।
कांच आधुनिक तकनीक के लिए आवश्यक है, जिसमें फाइबर ऑप्टिक्स शामिल हैं जो दुनिया भर में डेटा संचारित करते हैं, और माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स जो चिकित्सा निदान में उपयोग किए जाते हैं। जबकि 3D प्रिंटिंग ने अत्यधिक अनुकूलित कांच के घटकों का उत्पादन करने की क्षमता का वादा किया है, पारंपरिक तरीकों में प्रिंटिंग के दौरान सामग्री को जगह पर रखने के लिए कार्बनिक बाइंडर की आवश्यकता होती है। इन बाइंडर को बाद में जलाना पड़ता है, एक ऐसी प्रक्रिया जिससे दरारें, सिकुड़न या सटीकता का नुकसान हो सकता है।
“सदियों से, कांच को आग, रेत और धैर्य से आकार दिया गया है,” हिब्रू विश्वविद्यालय ऑफ जेरूसलम के इंस्टीट्यूट ऑफ केमिस्ट्री के प्रोफेसर श्लोमो मैगडैसी ने कहा, जिन्होंने शोध दल का नेतृत्व किया जिसमें वैज्ञानिक अमीर रेसिंगर और नथानेल जारच शामिल थे। “यह दृष्टिकोण इसे 21वीं सदी में लाता है। कांच की 3D प्रिंटिंग को स्वच्छ और अधिक बहुमुखी बनाकर, हम ऐसे अनुप्रयोगों के द्वार खोल रहे हैं जो आधुनिक जीवन के हर पहलू को छूते हैं।”
हिब्रू विश्वविद्यालय की टीम ने फोटो-प्रेरित अकार्बनिक सोल-जेल प्रतिक्रिया विकसित करके इस चुनौती को दरकिनार कर दिया। जब प्रकाश के संपर्क में आता है, तो सामग्री बिना किसी गोंद या बाइंडर के सटीक सिलिका संरचनाओं में जम जाती है। इस प्रक्रिया में पारभासीता की डिग्री के साथ छिद्रपूर्ण कांच प्राप्त करने के लिए केवल एक मध्यम 250 डिग्री सेल्सियस उपचार की आवश्यकता होती है, जो पारंपरिक कांच निर्माण में विशिष्ट 1000 डिग्री सेल्सियस से बहुत कम है। यह शोध सहकर्मी-समीक्षित पत्रिका मटेरियल्स टुडे में प्रकाशित हुआ था।
यह विधि मानक डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग (डीएलपी) प्रिंटर के साथ संगत है और छोटे प्रोटोटाइप के बजाय सेंटीमीटर-स्केल की वस्तुएं बना सकती है। यह रासायनिक कचरे और ऊर्जा की खपत को भी कम करता है, जिससे यह पारंपरिक कांच निर्माण का एक अधिक टिकाऊ विकल्प बन जाता है।
“यह सिर्फ एक प्रयोगशाला प्रयोग से कहीं अधिक है,” रेसिंगर ने कहा। “हम अब जटिल, उच्च-प्रदर्शन वाली कांच संरचनाएं बना सकते हैं जो पहले असंभव थीं। प्रकाशिकी, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग और माइक्रोफ्लुइडिक्स में संभावित अनुप्रयोग विशाल हैं।”
कांच की बाइंडर-मुक्त 3D प्रिंटिंग कई क्षेत्रों में व्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला खोलती है क्योंकि यह सिलिका संरचनाओं के सटीक, अनुकूलन योग्य और स्वच्छ उत्पादन की अनुमति देती है। प्रकाशिकी और फोटोनिक्स में, यह जटिल ज्यामिति के साथ माइक्रो-लेंस, वेवगाइड और ऑप्टिकल फिल्टर को सक्षम बनाता है। बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में, यह प्रत्यारोपण योग्य उपकरण, ऊतक मचान और लैब-ऑन-ए-चिप प्लेटफॉर्म का उत्पादन कर सकता है, जबकि अनुसंधान और उद्योग में यह माइक्रो-रिएक्टर, रासायनिक-हैंडलिंग ग्लास चैनल और उच्च-सटीकता सेंसर या माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम का समर्थन करता है।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी से परे, यह दृष्टिकोण कला और डिजाइन में नई संभावनाएं भी खोलता है, जिससे जटिल सजावटी या कार्यात्मक कांच की वस्तुओं का निर्माण संभव होता है जो पहले बनाना असंभव था।
मैगडैसी के अनुसार, यह सफलता कांच के डिजाइन और उत्पादन के तरीके को फिर से परिभाषित कर सकती है। उन्होंने कहा, “बाइंडर और अत्यधिक गर्मी की सीमाओं को हटाकर, हम अंततः आधुनिक तकनीक में कांच की पूरी क्षमता का एहसास कर सकते हैं।
