IT之家 12 月 18 日消息，科技媒體 Ars Technica 今天（12 月 18 日）發(fā)布博文，報(bào)道稱阿姆斯特丹大學(xué)的物理學(xué)家近日僅利用蒸發(fā)冷卻原理，在無(wú)需任何外部冷凍設(shè)備的情況下，成功 3D 打印出一棵高 8 厘米的微型冰制圣誕樹(shù)。

這項(xiàng)發(fā)明的核心突破在于，它完全擺脫了傳統(tǒng)的制冷設(shè)備或低溫基底，僅依靠一個(gè)噴嘴和一個(gè)真空腔體就完成了制作。根據(jù)團(tuán)隊(duì)在物理學(xué)預(yù)印本網(wǎng)站 arXiv 上發(fā)布的論文，這項(xiàng)低成本技術(shù)的秘密武器是“蒸發(fā)冷卻”，一種利用物理相變自然降溫的古老原理。

蒸發(fā)冷卻聽(tīng)起來(lái)高深，實(shí)則廣泛存在于自然界與日常生活中。其核心機(jī)制在于，當(dāng)液體轉(zhuǎn)化為氣體時(shí)會(huì)吸收并帶走大量熱量。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將水射入真空腔體，由于真空中氣壓極低，水分子會(huì)加速蒸發(fā)。

那些“較熱”的高能原子像蒸汽一樣從磁阱中“跳出”，留下的液體溫度隨之急劇下降并在瞬間凍結(jié)，打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)引導(dǎo)水流逐層堆疊，最終在非冷凍環(huán)境下構(gòu)建出復(fù)雜的幾何冰結(jié)構(gòu)。

為了讓大眾理解這一原理，科學(xué)家列舉了多個(gè)生活場(chǎng)景。這種冷卻機(jī)制不僅是哺乳動(dòng)物調(diào)節(jié)體溫的方式，也是熱咖啡冒出蒸汽變涼的原因，甚至參與了“酒淚”（掛杯）現(xiàn)象的形成。

更有趣的是，它還是燒烤愛(ài)好者噩夢(mèng)，“烤肉停滯期（The Stall）”的罪魁禍?zhǔn)住T之家注：當(dāng)大塊肉類（如豬肩肉）內(nèi)部溫度達(dá)到約 76℃ 時(shí)，肉排出的水分開(kāi)始劇烈蒸發(fā)，由此產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)抵消了烤爐的熱量，導(dǎo)致升溫停滯。聰明的燒烤師通常會(huì)用錫紙包裹肉塊來(lái)阻斷蒸發(fā)，從而突破這一瓶頸。

烤肉停滯期（The Stall）升溫變化圖 Greg Blonder 論文

值得一提的是，這項(xiàng)技術(shù)的誕生純屬偶然。研究團(tuán)隊(duì)最初的目標(biāo)并非打印冰塊，而是試圖通過(guò)在真空中噴水來(lái)消除空氣阻力，以研究流體動(dòng)力學(xué)。然而，他們意外發(fā)現(xiàn)噴出的水柱在真空中會(huì)自動(dòng)構(gòu)建精細(xì)的冰結(jié)構(gòu)。

這一發(fā)現(xiàn)打破了以往冰打印必須依賴低溫環(huán)境的限制，研究人員隨即調(diào)整方向，利用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)引導(dǎo)水流，最終實(shí)現(xiàn)了“按需構(gòu)建幾何形狀”，將這一意外轉(zhuǎn)化為首個(gè)基于蒸發(fā)冷卻原理的 3D 打印技術(shù)。