Sciencemag.cz
Doporučujeme
Tým fyziků z Amsterdamské univerzity vytiskl na 3D tiskárně vánoční stromeček vyrobený výhradně z ledu. Výzkumníci Menno Demmenie, Stefan Kooij a Daniel Bonn nepoužili žádnou technologii zmrazování ani chladicí zařízení – pouze vodu a vakuum. Na časosběrných videích je vidět, jak se vánoční stromeček tiskne a jak se opět roztaví, když se vakuová pumpa vypne.
Tajemství stromku spočívá v odpařovacím chlazení. Jedná se o stejný princip, který používáme regulaci tělesné teploty i my sami, když se potíme. V nízkotlaké vakuové komoře se voda při pokojové teplotě rychle odpařuje. Každá molekula vody při změně skupenství odnáší s sebou malé množství tepla, což způsobuje, že zbývající voda se stále více ochlazuje, až její teplota nakonec klesne pod 0 °C. V tomto okamžiku je voda stále kapalná, ale podchlazená. Jakmile ultratenký proud (asi jako lidský vlas: 16 mikrometrů) narazí na již vytvořenou vrstvu ledu, okamžitě zmrzne.
Vrstvu po vrstvě tak vzniká složitá ledová socha – včetně větviček a dalších detailů. Není potřeba žádný podpůrný materiál a nevytváří se ani žádný odpad. Tento 8 centimetrů vysoký stromeček byl hotov za 26 minut. Po vypnutí vakuové pumpy struktura opět roztaje.
Stejný proces funguje i u jiných tvarů: kuželů, sloupů, dokonce i nakloněných struktur bez podpory. Tato metoda podle autorů studie (prozatím publikováno na preprintovém serveru arXiv) není jen zábavná hříčka – její vědecká hodnota spočívá v přímé vizualizaci. Snadno lze vidět fázové přechody, přenos tepla a roli tlaku, vše v reálném čase skrz průhlednou vakuovou komoru.
Vědci navíc tvrdí, že existují i potenciální zcela praktické aplikace: pro biologii (čisté ledové struktury jako lešení pro tkáň) a mikrofluiditu (vytváření složitých kanálů roztavením ledu). A co třeba na Marsu? Tam panuje mráz a atmosféra je řídká – ideální podmínky pro použití stejné techniky k budování struktur z místní vody (poznámka: které tam ovšem zase tolik není a asi se pro ní najde jednodušší využití?).
Menno Demmenie et al, An Ice Christmas Tree: Fast Three-Dimensional Printing of Ice Structures via Evaporative Cooling in Vacuum, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2512.14580
Zdroj: University of Amsterdam / Phys.org, přeloženo, zkráceno
Kredit: University of Amsterdam
