荷兰阿姆斯特丹大学物理学家日前通过3D打印技术制造出具有悬垂特征的冰结构,过程中无需使用支撑材料。研究团队发现,通过调节打印头移动速度可控制冰柱生长角度,成形结构在与水平面夹角仅14度的条件下保持稳定,几何范围较此前仅能打印垂直柱体的工艺显著拓宽。
该工艺基于蒸发冷却原理,与人体出汗调节体温的机制相同。室温真空舱内,水分子快速蒸发带走剩余液体热量,使水冷却至冰点以下仍保持液态。一股直径16微米的过冷水射流接触现有冰层后瞬间冻结。通过控制射流路径,研究人员可构建倾斜乃至悬垂的冰结构。
研究团队指出,冰打印的应用不限于装饰品。冰可作为生物组织培养的临时支架,将打印冰结构嵌入其他材料后待其融化,即可形成微流控通道网络。此外,火星大气稀薄、温度低的环境条件与实验室真空舱具有一定相似性,该技术或可应用于未来地外原位制造。
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