Hầu hết cơ sở sản xuất tạo ra vật thể thủy tinh ba chiều thông qua quy trình đúc, thổi hoặc in 3D. Tuy nhiên, Yang Xu đến từ phòng thí nghiệm của Giáo sư Tao Xie (Đại học Chiết Giang) đã phát triển kỹ thuật tạo hình thủy tinh mới, được lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy Origami ở Nhật Bản.

Ban đầu, Xu trộn các hạt nano silica vào dung dịch polyme lỏng cảm quang và nhiều hợp chất khác. Sau khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng cực tím, dung dịch đã chuyển đổi thành polyme polycaprolactone liên kết ngang rắn, bao gồm các hạt silica lơ lửng.

Sau đó, Xu tiến hành cắt vật liệu thành những tấm phẳng nửa trong suốt có tính chất cơ học giống như giấy. Cô gấp, xoắn và kéo chúng thành nhiều hình dạng ba chiều khác nhau như con hạc, lông vũ và quả cầu.

Thông thường, giấy sẽ giữ nguyên hình dạng sau khi gấp lại ở nhiệt độ phòng. 

Các nhà khoa học nhận thấy, nếu polyme được làm nóng đến 265ºF (129ºC) sau khi gấp lại hoặc kéo dài, nó cũng giữ được trạng thái đó trong suốt thời gian còn lại. Hiện tượng này xảy ra do ứng dụng nhiệt đã sắp xếp lại vĩnh viễn những liên kết giữa các chuỗi polyme.

Tiếp theo, Xu làm nóng các tấm đã gấp với nhiệt độ trên 1.100ºF (593ºC). Polyme dần dần tan chảy, chỉ để lại một phiên bản mờ đục của vật thể gấp nếp, được tạo thành từ chuỗi liên kết các hạt silica. 

Khi đối tượng được làm nóng ở hơn 2.300ºF (1.260ºC), các hạt sẽ tan chảy, hợp nhất với nhau. cũng như trở nên trong suốt, tạo thành thành phẩm mịn, trong suốt.

Các nhà khoa học hy vọng, kỹ thuật này có khả năng tạo ra những vật thể phức tạp hơn nhiều so với quá trình đúc hoặc thổi thủy tinh. Đồng thời, phương pháp mới cũng được đánh giá là nhanh hơn đáng kể so với in 3D, không tạo ra giao diện thô, nhiều lớp như một số vật phẩm hình thành từ in 3D.

Nhóm nghiên cứu hiện đang điều chỉnh công nghệ để ứng dụng trong sản xuất các đồ vật bằng gốm, bằng cách thay thế hạt silica bằng loại hạt làm bằng vật liệu khác như titan dioxit và zirconium dioxit.

Họ dự kiến sẽ trình bày nghiên cứu đột phá này tại Hội nghị mùa xuân do Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ tổ chức.

Thu Nga