3D-gedruckter Tannenbaum aus Eis: Technik bietet viele Optionen (Foto: uva.nl)

Das wohl ungewöhnlichste Druckmaterial aller Zeiten haben sich Physiker der Universiteit van Amsterdam ausgesucht: Sie stellen Objekte und Skulpturen aus Eis her. Damit wollen sie keineswegs mit den Künstlern konkurrieren. Sie denken vielmehr an neue Möglichkeiten für die Biologie, wo reine Eisstrukturen als Gerüst für Gewebe dienen können, sowie für die Mikrofluidik, wo sich durch das Abschmelzen von gedrucktem Eis komplexe Kanalsysteme bilden lassen.

Auf längere Sicht könnte die Technik sogar auf dem Mars zum Einsatz kommen, wo es kalt und die Atmosphäre dünn ist - perfekte Bedingungen, um mit derselben Technik Strukturen aus lokalem Wasser zu bauen. Die Methode ist vielseitig und sehr sauber: Werden die Objekte nicht mehr benötigt, schmelzen sie und werden wieder zu klarem Wasser, schreiben die Forscher der Universiteit van Amsterdam.

Eher Spielerei war ein eisiger Tannenbaum, den die Physiker gedruckt haben. Jetzt haben sie Säulen aus Eis präsentiert, die Knickstellen mit kühnen Winkeln haben. Diese können zu komplexen Gittergebilden zusammengesetzt werden. Das Geheimnis des Eisdrucks liegt in der Verdunstungskühlung. Das physikalische Prinzip nutzen auch Menschen und einige Säugetiere zur Regulierung der Körpertemperatur. Beim Schwitzen verdunstet Wasser auf der Haut und kühlt den Körper ab.

Eisige Temperaturen werden dabei wohlweislich nicht erreicht, im Gegensatz zum Eisdruck. Der findet in einer Unterdruckkammer statt. Dort verdunstet Wasser selbst bei Raumtemperatur sehr schnell. Jedes Wassermolekül nimmt dabei eine kleine Menge Wärme mit, wodurch das verbleibende Wasser immer kälter wird und schliesslich auf unter null Grad Celsius abkühlt.

Zu diesem Zeitpunkt ist das Wasser noch flüssig. Sobald ein ultradünner Strahl - mit 16 Mikrometer unterbietet er sogar ein menschliches Haar - auf eine Unterlage trifft, gefriert das unterkühlte Wasser augenblicklich. Die Physiker Menno Demmenie, Stefan Kooij und Daniel Bonn können praktisch jedes Profil drucken, indem sie die Druckgeschwindigkeit anpassen, heisst es. Ihr Meisterstück sei bislang eine Gesichtsmaske gewesen.