阿姆斯特丹大学物理学家室温下真空3D打印纯冰结构，无需制冷，26分钟完成8cm冰树，或革新生物支架与火星建筑制造。

阿姆斯特丹大学的一支物理学家团队成功制造出一棵八厘米高、完全由冰制成的3D打印圣诞树，这可能是今年最酷且最寒冷的节日装饰品。
这一创新并未使用任何制冷或冷冻技术，而是基于蒸发冷却的自然原理实现。
与2022年卡内基梅隆大学开发的依赖-35°C低温平台的冰打印方法不同，阿姆斯特丹团队选择在真空腔室中利用蒸发冷却完成冰结构成形。

研究团队通过低压真空环境使水在室温下迅速蒸发，原理和人体出汗散热差不多。
喷射过程中，一股直径只有16微米的水射流中的水分迅速蒸发，带走残留液体中的热量，使剩余水在保持液态的同时过冷到冰点以下。


当这股过冷水射流碰到已有的冰层时，接触的瞬间就冻住了。
该过程逐层重复，最终形成复杂冰结构，全程仅耗时26分钟，无需支撑且无材料浪费。
与多数冰雪制品类似，该冰树并非永久结构，关闭真空泵后会迅速融化成水。

研究团队还发现，只要改变打印头的速度，就能控制冰柱生长的角度。
哪怕倾斜到14度，冰柱也依然稳定，底下完全没有支撑材料。
这样一来，能做的几何形状就远不止之前演示的垂直柱体了。


该方法具备高度可视化特点，可用于观察相变、热量传递及压力影响的动态过程。
潜在应用包括使用纯净冰结构作为生物打印组织的临时支架，或在微流控技术中，将打印好的冰结构嵌入另一种材料，待冰融化后留下精密通道。
研究人员还提出未来可采用这项蒸发冷却技术在火星上构建建筑结构，那里大气稀薄，温度又低，和真空腔里的条件很像。
该研究由阿姆斯特丹大学的Menno Demmenie、Stefan Kooij和Daniel Bonn完成，并已发表在《美国国家科学院院刊》上。