
阿姆斯特丹大學物理研究所的一組物理學家利用3D列印技術製作了一棵完全由冰製成的聖誕樹。科學家甚至不需要任何冷凍技術,只需要水和真空環境。
製造冰樹的秘訣在於所謂的蒸發冷卻。這與某些哺乳動物調節體溫的原理相同。
在低壓真空室中,水在室溫下會迅速蒸發。每個水分子在蒸發時都會帶走少量熱量,剩餘的水逐漸冷卻,最終溫度降至0°C以下。此時,水仍處於液態。但是,當這股厚度約為16微米的超細水流接觸到圖中已形成的冰層時,它會立即凍結。
研究人員花了26分鐘列印出一棵8公分高的冰樹。然而,如果關閉真空泵,冰樹就會逐漸融化,最終變成純水。
同樣的原理也適用於其他形狀:圓錐體、柱狀體,甚至是無支撐的傾斜結構。這種方法的科學價值在於其視覺化功能。它能夠即時追蹤相變、熱傳遞以及壓力的作用。
科學家聲稱這項技術具有實際應用價值,例如利用純冰作為組織支架或透過融化冰來創建複雜的通道。