玻璃，以其优异的光学透明度、热稳定性、化学稳定性以及可调性，在众多高科技领域中发挥着不可替代的作用。然而，将玻璃加工成复杂且微型化的三维结构，尤其是与聚合物和金属相比，一直是一项技术难题。传统的玻璃制造方法，如注塑成型、软复制、激光辅助蚀刻和化学气相沉积等，都存在明显的局限性，如无法生产任意形状的三维结构、涉及危险化学品的使用、复杂的后处理工艺以及高温高能耗等。

近年来，增材制造（3D打印）技术的兴起为玻璃制造带来了新的希望。然而，现有的3D打印玻璃方法通常耗时较长，且需要在高温条件下进行，这不仅增加了能源消耗和制造成本，还限制了其广泛应用。针对这些挑战，Qi教授团队利用光化学手段，实现了在温和条件下3D打印石英玻璃微结构的突破。

研究团队采用了一种光敏聚二甲基硅氧烷（PDMS）树脂作为打印材料，而非传统的含有二氧化硅纳米颗粒的光敏树脂。他们首先利用Nanoscribe Photonic Professional GT2 3D打印机，通过双光子聚合（2PP）技术将PDMS树脂打印成所需的微结构。随后，在氧气环境中，利用深紫外（DUV）光照射，将打印出的PDMS微结构转化为透明的石英玻璃。

这项技术的核心在于DUV-臭氧转化过程。在DUV光的照射下，氧分子分解产生臭氧，臭氧进一步光解产生高活性的单线态原子氧。这种原子氧攻击PDMS分子中的Si-C键，取代甲基生成羟基，并在DUV光产生的中度温升（约220°C）下，促进邻近硅醇基团的脱羟基并形成Si-O-Si键。通过这一系列化学反应，PDMS微结构成功转化为石英玻璃。

与传统增材制造方法相比，这项技术具有多重优势。首先，转化过程在温和的温度下进行，大大降低了能源消耗。其次，转化过程非常快速，对于微米级结构，仅需不到5小时即可完成。此外，该技术所采用的光敏树脂基于广泛使用的聚合物PDMS，具有广泛的拓展性，可以制造出除SiO2之外的其他玻璃材料，如硼硅酸盐玻璃。

然而，这项技术也面临一些挑战。例如，打印出的石英玻璃目前仅限于特征尺寸在几十微米以下的微结构，对于更大尺寸的结构，转化时间可能会大大延长。同时，打印出的石英玻璃的机械和物理性能仍有待提升，以满足承载应用的需求。此外，虽然本研究主要关注3D打印过程的实验研究，但计算和信息学方法对于进一步阐明潜在的光化学机制并拓宽材料和工艺选择也至关重要。

尽管如此，这项研究仍然是一项具有里程碑意义的成果。通过整合2PP打印技术和DUV-臭氧处理工艺，研究团队开发了一种在温和条件下制造透明石英玻璃微结构的3D打印方法。这一突破性的成果不仅有望激发对新的陶瓷前驱体化学的研究，还为增材制造技术在聚合物衍生陶瓷领域的未来发展开辟了广阔的前景。随着技术的不断发展和完善，相信这一技术将在更多领域展现出其巨大的应用潜力。