冰之圣诞树：通过真空蒸发冷却实现冰结构的快速三维打印

我们展示了一种利用蒸发冷却实现自由形态冰结构三维 (3D) 打印的新方法。微米级水射流被用于在真空腔室内进行 3D 打印。降低的环境压力导致挤出的水迅速蒸发，吸收潜热，并使水迅速冷却至远低于 0 {\deg}C。一旦沉积，水几乎瞬间冻结成稳定的冰结构。我们展示了复杂几何形状（圣诞树、圆锥体、垂直支柱和独立之字形结构）的高保真打印，无需低温基础设施、支撑材料或外部制冷。这种方法直接可视化了基本热力学原理——潜热、蒸发冷却和压力依赖的相变——同时为冰模板微流体和组织工程，甚至地外 3D 打印提供了一个相对简单且可扩展的平台。