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Inside a low-pressure chamber, an ice Christmas tree grows layer by layer in 26 min at 2 mbar. The University of Amsterdam physicists behind that demonstration—Menno Demmenie, Stefan Kooij and Daniel Bonn—have now shown that the same process can print small ice pillars at an angle, creating profiles that need no support from below.
En el interior de una cámara de baja presión, un árbol de Navidad de hielo crece capa a capa en 26 min, a 2 mbar. Los físicos de la Universidad de Ámsterdam responsables de aquella demostración —Menno Demmenie, Stefan Kooij y Daniel Bonn— han demostrado ahora que el mismo proceso puede imprimir pequeños pilares de hielo inclinados, creando perfiles que no necesitan soporte por debajo.
The trick is evaporative cooling. In a vacuum chamber, water evaporates rapidly even at room temperature; each molecule that leaves carries away a small amount of heat, cooling the remaining liquid below zero degrees Celsius while it stays liquid. The ultrathin stream is 16 micrometers across, and it freezes instantly when it lands on an existing ice layer.
El truco es el enfriamiento evaporativo. En una cámara de vacío, el agua se evapora rápidamente incluso a temperatura ambiente; cada molécula que sale se lleva una pequeña cantidad de calor, enfriando el líquido restante por debajo de cero grados Celsius mientras este permanece en estado líquido. El chorro ultrafino tiene 16 micrómetros de grosor y se congela al instante cuando cae sobre una capa de hielo existente.
For the new result, printer speed is the control knob. Changing it lets the team print pillars at angles as small as 14 degrees to the surface, as well as profiles with almost any desired shape, including a human face. Unlike ordinary 3D printing, these angled forms do not need a structure beneath them for support.
En el nuevo resultado, la velocidad de la impresora es el parámetro de control. Modificarla permite al equipo imprimir pilares con ángulos de hasta 14 grados con respecto a la superficie, además de perfiles con casi cualquier forma deseada, incluido un rostro humano. A diferencia de la impresión 3D convencional, estas formas inclinadas no necesitan una estructura debajo que las sostenga.
The printed ice melts back into clean water when the vacuum pump is turned off. The paper points to possible uses in biology, where pure ice structures could act as tissue scaffolds, and in microfluidics, where melting the ice could leave intricate channels. Further ahead, the researchers say the same approach could be considered on Mars, whose cold conditions and thin atmosphere suit the process and where local water could provide the material.
El hielo impreso vuelve a convertirse en agua limpia cuando se apaga la bomba de vacío. El artículo señala posibles usos en biología, donde las estructuras de hielo puro podrían actuar como andamios tisulares, y en microfluídica, donde fundir el hielo permitiría dejar intrincados canales. Más adelante, los investigadores afirman que el mismo enfoque podría plantearse en Marte, cuyas bajas temperaturas y atmósfera tenue se adaptan al proceso y donde el agua local podría proporcionar el material.
So what, concretely? Biology and microfluidics researchers could use the method to shape pure ice into forms that are later removed by melting, while the Mars idea offers a possible route to building with local water. The reported work is still a laboratory demonstration: the paper shows printed ice structures and proposes these applications, rather than reporting a deployed scaffold, device or off-Earth construction project.
Entonces, ¿qué utilidad concreta tiene? Los investigadores de biología y microfluídica podrían utilizar el método para dar forma al hielo puro y crear estructuras que después se retirarían mediante fusión, mientras que la idea de Marte ofrece una posible vía para construir con agua local. El trabajo descrito sigue siendo una demostración de laboratorio: el artículo muestra estructuras de hielo impresas y propone estas aplicaciones, pero no informa de ningún andamio, dispositivo o proyecto de construcción fuera de la Tierra ya desplegado.