发布日期：2026-09-07 浏览：14
荷兰阿姆斯特丹大学物理学家日前实现了一项颇为独特的3D打印突破——在无需支撑材料的情况下，成功打印出具有悬垂结构的冰制三维物体。团队发现，通过调控打印头的移动速度，可以精确控制冰柱生长的倾斜角度，最终成形结构在水平面上方仅14度的浅角下依然保持稳定，大幅拓展了此前仅能打印垂直柱体的几何自由度。
该技术的核心原理并非传统制冷，而是蒸发冷却——与人体通过出汗调节体温的物理机制相同。在室温真空舱内，喷射出的微小水滴快速蒸发，每个蒸发的水分子都会带走剩余液体的热量，使其冷却至冰点以下仍保持液态。随后，一股直径仅16微米的过冷水射流接触已有冰层表面，在接触瞬间冻结凝固。通过控制打印头运动路径与射流速率，研究人员得以“书写”出倾斜乃至悬垂的冰结构，无需在下方设置任何物理支撑。
研究团队指出，冰打印的价值远不止于制作装饰性冰雕。在生物医学领域，冰可作为临时支架用于培养生物组织——打印冰结构后将其嵌入其他材料，待冰融化后即可留下精密的微流控通道网络，用于细胞培养或药物筛选。此外，该技术对极端环境的适应性也颇具想象空间：火星大气稀薄、地表温度极低，与实验室真空舱内的条件存在相似之处，意味着类似的冰打印原理或可在未来地外探测任务中实现原位制造。
从技术路径看，市面常见的冰3D打印多依赖低温环境逐层堆积水滴，难以实现悬垂结构，且通常需额外支撑。阿姆斯特丹大学团队利用过冷水的瞬时冻结特性，在不引入低温台或复杂冷却装置的条件下实现了悬垂打印，这为冰作为临时性功能材料的工程化应用打开了一扇窗。
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