阿姆斯特丹大学的物理学家近日取得一项突破性成果：他们仅借助蒸发冷却原理，在无需任何外部冷冻设备的情况下，成功3D打印出一棵高8厘米的微型冰制圣诞树。这一创新技术摆脱了传统制冷设备的束缚，为低温环境下的结构制造开辟了新路径。
该技术的核心在于利用“蒸发冷却”这一自然现象。当液体转化为气体时，会吸收周围环境的热量，导致温度下降。研究人员将水射入真空腔体后，由于气压极低，水分子迅速蒸发，高能原子脱离液体，剩余液体的温度急剧降低并瞬间冻结。通过运动控制系统引导水流逐层堆叠，最终在常温环境下构建出复杂的冰结构。
蒸发冷却并非新概念，它广泛存在于自然界和日常生活中。例如，哺乳动物通过汗液蒸发调节体温，热咖啡冒出的蒸汽会带走热量使其变凉，甚至葡萄酒挂杯形成的“酒泪”现象也与此相关。更有趣的是，这一原理还是烧烤爱好者熟悉的“烤肉停滞期”的成因——当肉类内部温度达到约76℃时，水分剧烈蒸发产生的冷却效应会抵消烤炉的热量，导致温度上升停滞。经验丰富的厨师会通过包裹锡纸来阻断蒸发，从而突破这一瓶颈。
这项技术的诞生颇具偶然性。研究团队最初的目标是研究流体动力学，他们试图通过在真空中喷水来消除空气阻力。然而，实验中喷出的水柱在真空环境下自动形成了精细的冰结构。这一意外发现促使团队调整方向，利用运动控制系统实现“按需构建几何形状”，最终开发出全球首个基于蒸发冷却原理的3D打印技术。
与传统冰打印必须依赖低温环境不同，新方法仅需一个喷嘴和真空腔体即可完成制作，大幅降低了成本和设备复杂度。研究人员表示，这一技术不仅可用于艺术创作，未来还可能应用于极端环境下的结构制造或生物样本保存等领域。
