In laboratorio, fisici di Amsterdam stampano ghiaccio 3D senza supporti

All'interno di una camera a bassa pressione, un albero di Natale di ghiaccio cresce strato dopo strato in 26 min a 2 mbar. I fisici dell'Università di Amsterdam responsabili di quella dimostrazione — Menno Demmenie, Stefan Kooij e Daniel Bonn — hanno ora mostrato che lo stesso processo può stampare piccoli pilastri di ghiaccio inclinati, creando sagome che non necessitano di supporto dal basso.

Il trucco è il raffreddamento evaporativo. In una camera a vuoto, l'acqua evapora rapidamente anche a temperatura ambiente; ogni molecola che si allontana porta con sé una piccola quantità di calore, raffreddando il liquido rimanente sotto zero gradi Celsius mentre questo resta liquido. Il getto ultrafine è spesso 16 micrometri e congela all'istante quando si deposita su uno strato di ghiaccio esistente.

Per il nuovo risultato, la velocità della stampante è la variabile di controllo. Modificandola, il team può stampare pilastri con angoli fino a soli 14 gradi rispetto alla superficie, oltre a sagome di quasi qualsiasi forma desiderata, compreso un volto umano. A differenza della stampa 3D tradizionale, queste forme inclinate non necessitano di una struttura sottostante che le sostenga.

Il ghiaccio stampato torna a essere acqua pulita quando la pompa del vuoto viene spenta. L'articolo indica possibili applicazioni in biologia, dove strutture di ghiaccio puro potrebbero fungere da supporto per i tessuti, e nella microfluidica, dove lo scioglimento del ghiaccio potrebbe lasciare canali intricati. Più avanti, affermano i ricercatori, lo stesso approccio potrebbe essere preso in considerazione su Marte, le cui condizioni fredde e la cui atmosfera sottile si adattano al processo e dove l'acqua locale potrebbe fornire il materiale.

E quindi, concretamente? I ricercatori di biologia e microfluidica potrebbero usare il metodo per modellare il ghiaccio puro in forme che vengono poi rimosse sciogliendole, mentre l'idea di Marte offre una possibile strada per costruire utilizzando acqua locale. Il lavoro descritto resta una dimostrazione di laboratorio: l'articolo mostra strutture di ghiaccio stampate e propone queste applicazioni, senza riferire la realizzazione di una struttura di supporto, di un dispositivo o di un progetto di costruzione al di fuori della Terra.