Imprimarea cu gheață

Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon, o instituție de învățământ superior de renume mondial din Pittsburgh, Pennsylvania, au imprimat microstructuri din gheață. Structurile pot fi utilizate ca șabloane pentru proiectarea cea mai detaliată și mai precisă a conductelor, pasajelor sau conductelor interne. Cercetătorii consideră că imprimarea gheții ar putea avea aplicații utile în domenii precum biomedicina, producția avansată, robotica moale și artele. 

Utilizarea apei ca mediu de imprimare nu este deloc obișnuită, ci chiar foarte rară. Cercetătorii l-au ales în parte pentru că este un material biocompatibil și în parte pentru că poate fi transformat rapid în gheață. Bineînțeles, aceasta are propriile capcane, așa că au trebuit să depășească o serie de provocări pentru a defini parametrii de imprimare. 

Au pus picături de apă pe suprafața de lucru, care a fost răcită la minus 35 de grade Celsius și menținută la această temperatură, iar acestea au înghețat foarte repede. A fost nevoie de mai multe iterații pentru a stabili traseul imprimării, direcția, viteza duzei, frecvența de depunere a picăturilor de apă. 

Fără acestea, ar fi fost imposibil să se creeze suprafețe netede, cu geometrii bine definite și modele repetabile. Datorită schimbărilor rapide ale apei și a rezistenței gheții, cercetătorii au putut inventa orice formă doreau. Nici măcar nu au avut nevoie de materiale auxiliare pentru a le confecționa. 

În cadrul mai multor teste, aceștia au creat mai multe forme la scară microscopică: un copac, o elice și o caracatiță. Modelele de gheață la scară microscopică au suprafețe/pereți netezi, pot fi folosite pentru a forma amprente variate – chiar mai complexe – și cavitățile lor interne pot fi definite cu precizie. 

Cercetătorii numesc noul proces “imprimare din interior spre exterior” și “turnare prin injecție inversă“. Atunci când amprenta este gata, aceasta poate fi “scăldată” într-un lichid sau gel care conține un material răcit, cum ar fi rășina, iar odată ce amprenta se întărește, poate fi îndepărtată cu ușurință prin topirea apei sau a gheții, sau prin transformarea ei în abur.