Фізики надрукували 3D-ялинку з водяного льоду, не використовуючи ані зовнішні пристрої для охолодження, ані заморожену підкладку. Натомість вони застосували ефект охолодження під час випаровування води, підсилений вакуумом. Така технологія може знайти застосування в 3D-друку живих тканин і мікрофлюїдній технології, яку використовують для створення надточних датчиків для виявлення хімічних сполук у крові. Результати опублікували у статті на сайті препринтів arXiv.
Як заморозили воду у вакуумі?
Для 3D-друку з льоду фізики використали той самий підхід, завдяки якому охолоджується людське тіло: воно випаровує вологу, разом із з якою віддає в довкілля тепло. Завдяки тому що струмінь води з 3D-принтера був дуже тонким, він мав маленький об’єм, але велику площу поверхні, що пришвидшувало випаровування. Додатково дослідники створили низький тиск, проводячи друк у вакуумі, що ще прискорило випаровування молекул води з поверхні струменя. Це дозволило їм охолоджувати струмінь на десятки градусів за частку секунди.
Таким чином, коли струмінь торкався поверхні чи попереднього надрукованого шару, він миттєво замерзав. За допомогою такого підходу науковці надрукували ялинку висотою вісім сантиметрів, а також конус, колони та ламану лінію, яка вертикально стояла на підкладці. А після повернення нормального тиску надруковані фігури знову перетворилися на воду.
Як і для чого науковці використовують 3D-друк
🦟 Дослідники запропонували використовувати хоботки комарів для високоточного 3D-друку, адже вони витримують високе навантаження, але при цьому є дешевшими за комерційні аналоги.
🙈 На 3D-принтері надрукували гідрогелеві імпланти пеніса для свиней і кролів, які допомогли відновити у тварин ерекцію після травми.
👀 Також за допомогою 3D-друку створили реалістичні та зручні протези ока — їх випробували на перших 10 добровольцях.