阿姆斯特丹大學物理學家近日取得一項突破性成果：在無需任何外部冷凍設備的情況下，僅利用蒸發冷卻原理，成功3D打印出一棵高8厘米的微型冰制圣誕樹。這項技術完全擺脫了傳統制冷設備或低溫基底的依賴，僅通過一個噴嘴和一個真空腔體便完成了制作過程。

根據研究團隊在物理學預印本網站arXiv發布的論文，這項低成本技術的核心在于“蒸發冷卻”——一種利用物理相變自然降溫的古老原理。當液體轉化為氣體時，會吸收并帶走大量熱量，這一過程在自然界和日常生活中廣泛存在。實驗中，研究人員將水射入真空腔體，由于氣壓極低，水分子加速蒸發，導致“較熱”的高能原子像蒸汽一樣從磁阱中“跳出”，剩余液體的溫度隨之急劇下降并瞬間凍結。打印機的運動控制系統則引導水流逐層堆疊，最終在非冷凍環境下構建出復雜的幾何冰結構。

為了幫助公眾理解這一原理，科學家列舉了多個生活場景。例如，哺乳動物通過汗液蒸發調節體溫，熱咖啡冒出蒸汽變涼，以及“酒淚”（掛杯）現象的形成，都與蒸發冷卻有關。更有趣的是，這一機制還解釋了燒烤愛好者熟悉的“烤肉停滯期（The Stall）”：當大塊肉類內部溫度達到約76℃時，排出的水分劇烈蒸發，產生的冷卻效應抵消了烤爐的熱量，導致升溫停滯。燒烤師通常會用錫紙包裹肉塊來阻斷蒸發，從而突破這一瓶頸。

這項技術的誕生頗具戲劇性。研究團隊最初的目標并非打印冰塊，而是試圖通過在真空中噴水來消除空氣阻力，以研究流體動力學。然而，他們意外發現噴出的水柱在真空中會自動構建精細的冰結構。這一發現打破了以往冰打印必須依賴低溫環境的限制，研究人員隨即調整方向，利用運動控制系統引導水流，最終實現了“按需構建幾何形狀”，將這一意外轉化為首個基于蒸發冷卻原理的3D打印技術。