No laboratório, físicos de Amesterdão imprimem gelo 3D sem suporte

Dentro de uma câmara de baixa pressão, uma árvore de Natal de gelo cresce camada a camada em 26 min, a 2 mbar. Os físicos da Universidade de Amesterdão responsáveis por essa demonstração — Menno Demmenie, Stefan Kooij e Daniel Bonn — mostraram agora que o mesmo processo consegue imprimir pequenos pilares de gelo inclinados, criando perfis que não precisam de suporte por baixo.

O segredo é o arrefecimento evaporativo. Numa câmara de vácuo, a água evapora rapidamente, mesmo à temperatura ambiente; cada molécula que se liberta leva consigo uma pequena quantidade de calor, arrefecendo o líquido restante abaixo de zero graus Celsius enquanto este permanece líquido. O jato ultrafino tem 16 micrómetros de espessura e congela instantaneamente quando cai sobre uma camada de gelo existente.

No novo resultado, a velocidade da impressora é o parâmetro de controlo. Alterá-la permite à equipa imprimir pilares com ângulos de apenas 14 graus em relação à superfície, bem como perfis com quase qualquer forma pretendida, incluindo um rosto humano. Ao contrário da impressão 3D convencional, estas formas inclinadas não precisam de uma estrutura por baixo para as sustentar.

O gelo impresso transforma-se novamente em água limpa quando a bomba de vácuo é desligada. O artigo aponta possíveis utilizações na biologia, onde estruturas de gelo puro poderiam funcionar como suportes para tecidos, e na microfluídica, onde a fusão do gelo poderia deixar canais complexos. Mais adiante, os investigadores dizem que a mesma abordagem poderia ser considerada em Marte, cujas condições frias e atmosfera fina são adequadas ao processo e onde a água local poderia fornecer o material.

Então, concretamente, para quê? Investigadores de biologia e microfluídica poderiam usar o método para moldar gelo puro em formas que seriam posteriormente removidas por fusão, enquanto a ideia de Marte oferece uma possível forma de construir com água local. O trabalho apresentado continua a ser uma demonstração laboratorial: o artigo mostra estruturas de gelo impressas e propõe estas aplicações, em vez de relatar uma estrutura de suporte, um dispositivo ou um projeto de construção fora da Terra já implementado.