发表于Nature Communications 期刊的研究论文“Fabrication of arbitrary three-dimensional suspended hollow microstructures in transparent fused silica glass”表明，借助微加工3D打印技术能够克服这一难点，生成高精度的石英玻璃中空微结构。

石英玻璃中的三维微流体混合器结构,来源：Nature

 3D打印牺牲模板

熔融石英玻璃中的微结构通常通过湿法化学或干法蚀刻工艺制造。更复杂的结构可以用精密玻璃成形法，溶胶-凝胶或复制粉末爆破来制造。然而，所有这些技术仅能够制造开放的二维通道结构，需要与平面基板结合才能够制造简单的悬浮中空微结构（例如，微流体通道）。

根据研究论文，通过常用工艺难以在熔融石英玻璃内部形成自由形状的中空结构。使用飞秒激光写入以及用诸如氢氟酸（HF）之类的侵蚀性化学物质连续蚀刻照射区域是其中一种方法，但该方法在制造具有很少入口的长通道结构时，容易产生出现不均匀的情况，在制造锥形通道结构时，易导致朝向通道入口处的尺寸更宽。另外，沟道长度也会受到蚀刻工艺的限制，因为HF蚀刻显示蚀刻速度随沟道长度而减小，并且碎屑可快速阻挡沟道 。

为了克服这些问题，科研领域探索了不同的技术，但这些技术只适合制造简单的通道几何形状。如为了克服对侵蚀性蚀刻解决方案的需求，有的科研人员开发了液体辅助消融的飞秒激光写入 ，这种技术产生具有显著表面粗糙度成分，因此需要通过后处理才能够得到满足光学质量的表面。

研究论文描述了一种能够生成石英玻璃复杂3D微结构的工艺，具体来说，科研人员使用Nanoscribe 双光子3D打印技术制造了生成石英玻璃微流体通道的牺牲模板，微型的3D打印牺牲模板采用聚合物材料制造。

科研人员将该3D打印微结构浇铸在液体纳米复合玻璃材料中，随后用UV光在聚合物模板的顶部进行照光固化。然后对该结构进行热处理，将纳米复合材料转变成熔融石英玻璃，并从内部熔化3D打印模板，在此过程中，温度高达1300摄氏度，最终制造出带有中空复杂微通道的石英玻璃结构。

在对这一工艺进行研究的过程中，研究团队成功的制造出直径小至7微米的通道。通过石英玻璃混合器等精密测试部件，研究团队展示了通过这种结合微型3D打印技术的工艺在制造复杂玻璃产品领域的可行性，也为玻璃材料的微细加工提供了可行性。

根据3D科学谷的市场观察，科研团队所使用的Nanoscribe 双光子光刻3D打印技术已从科学研究应用走向工业市场，近期他们推出了面向工业微加工的自动化设备Quantum X，该设备最小XY特征尺寸为160纳米，用于生产折射和衍射微光学原型、圆晶规模制造以及聚合物母模快速制造。

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