Alimlər buz hissəciklərindən 3D çap üsulu ilə Milad ağacı hazırlayıblar

Hollandiyalı fiziklər buxarlandırıcı soyutmadan istifadə edən modifikasiya olunmuş 3D printerdən istifadə edərək buz hissəciklərindən 3D Milad ağacı yaradıblar. 

Amsterdam Universitetinin tədqiqatçıları qeyri-adi 3D çap üsulunu nümayiş etdiriblər: təmiz buzdan təxminən səkkiz santimetr hündürlüyündə miniatür Milad ağacı çap ediblər. Layihə bayram təcrübəsi kimi görünsə də, alimlər onun geniş tətbiq potensialına malik universal fiziki mexanizmə əsaslandığını vurğulayırlar.

Texnologiya buxarlandırıcı soyutmaya əsaslanır - mayenin bəzi molekulları qaza çevrildikdə istiliyini itirdiyi bir proses. Bu prinsip tərin buxarlanması və ya isti içkidən yüksələn buxar kimi gündəlik nümunələrdən yaxşı məlumdur, lakin o, həmçinin atomların lazerlə soyudulması da daxil olmaqla, qabaqcıl elmi tətbiqlərdə də istifadə olunur.

Vakuum kamerasında aparılan təcrübələr zamanı alimlər müşahidə ediblər ki, təzyiq kəskin şəkildə aşağı düşdükdə nazik bir su axını sürətlə soyumağa və donmağa başlayıb. Diametri cəmi 16 mikrometr olan bu su axınının həcminə nisbətən yüksək səth sahəsi səmərəli istilik ötürülməsinə imkan verib. Nəticədə, su bir saniyədən az müddətdə onlarla dərəcə temperatur itirib və səthlə təmasda olduqdan dərhal sonra donub qalıb.

Bu prosesi müşahidə edən komanda, standart 3D printer başlığını su şırnağı ilə əvəz etmək və çap başlığının hərəkətindən istifadə edərək buz konstruksiyaları yaratmaq ideyası ilə qarşılaşdı. Mövcud buz çap üsullarından fərqli olaraq, yeni texnologiya soyudulmuş substratlar, maye azot və ya digər bahalı kriogen sistemlər tələb etmir.

Rəqəmsal modeli yüklədikdən sonra printer su şırnağını polimer materiallarla işləyərkən olduğu kimi istiqamətləndirir. Əsas amil suyun tətbiqi ilə onun tam dondurulması arasındakı kiçik vaxt fasiləsi idi. Təxminən yarım saniyə ərzində damcılar səth gərginliyi ilə bir-birinə bağlı olan davamlı bir xəttə birləşir və bundan sonra bütün təbəqəni əhatə edən kristallaşma başlayır.

Təcrübədə yaradılan buz ağacı prinsipin nümayişi idi, lakin texnologiyanın potensial tətbiqləri daha genişdir. Alimlər buz konstruksiyalarının polimer və ya qatran hissələri yaratmaq üçün müvəqqəti qəliblər kimi istifadə edilə biləcəyini və proses başa çatdıqdan sonra buzun sadəcə əridilərək tullantı olmadan təmiz boşluqlar yarada biləcəyini irəli sürürlər.