在無(wú)重力的外太空，本來(lái)在地球上很多簡(jiǎn)單的事情變得大不相同。2012年的時(shí)候，有一名意大利宇航員返回地球，哀嘆國(guó)際空間站上的生活質(zhì)量之差。目前，這個(gè)問(wèn)題終于有望得到改善：宇航員們終于可以在國(guó)際空間站上享用一杯咖啡了。研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)3D打印的特殊杯子來(lái)作為刻在空間站上使用的咖啡杯。

由都靈的咖啡專(zhuān)家與意大利Lavazza公司和Argotec公司共同開(kāi)發(fā)的世界上第一個(gè)零重力并經(jīng)過(guò)認(rèn)證的意大利咖啡壺——ISSpresso。意大利首位女航天員SamanthaCristoforetti將于本周將它帶到空間站上。

要知道，在地球上做咖啡是一件相對(duì)簡(jiǎn)單的事，而在零重力的環(huán)境中則需要一臺(tái)特殊的機(jī)器來(lái)干。ISSpresso的主要原理是將袋裝水加壓加熱到最適宜咖啡的溫度，然后與膠囊形式的咖啡在另外一個(gè)袋子里混合，形成可飲用的咖啡飲料。

但是另外一個(gè)問(wèn)題來(lái)了，咖啡上的浮沫如何實(shí)現(xiàn)？世界各地的咖啡師都會(huì)告訴您，沒(méi)有泡沫就不算一杯完整的咖啡。

通常情況下，重心是“泡沫”形成的關(guān)鍵。該泡沫是由一種復(fù)雜的低密度膠體油組成的，它由于重力的作用升到咖啡的表面。但是，如果沒(méi)有重力的話(huà)該怎么辦？幸運(yùn)的是美國(guó)波特蘭州立大學(xué)專(zhuān)門(mén)從事熱和流體科學(xué)的MarkWeislogel教授開(kāi)發(fā)出了一種解決方案。

他解釋說(shuō)，泡沫的形狀和香味在飲用咖啡的整個(gè)體驗(yàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。而在低重力環(huán)境中這些是不可能出現(xiàn)的。但是可以有一種替代的方式讓宇航員在飛船中享受咖啡，這種選擇就是3D打印的咖啡太空杯。

Weislogel教授接著解釋說(shuō)，杯子的形狀可以經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)從而影響液體的流動(dòng)模式，即使沒(méi)有任何引力。起到主要作用的將會(huì)是表面張力和浸潤(rùn)的被動(dòng)力，這兩種力可以在沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的情況下引起液體流動(dòng)。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的特殊形狀的容器可以被動(dòng)地推動(dòng)液體流動(dòng)?！八男螤罹褪且环N“智能”部件，形成了一個(gè)流體控制系統(tǒng)，而且不需要泵或離心力去推動(dòng)”。雖然對(duì)于水基飲料而言這是非常具有挑戰(zhàn)性的，但咖啡是相當(dāng)油性的飲料，因此，這些技術(shù)可以很容易地發(fā)揮作用。

于是，利用3D打印技術(shù)和數(shù)學(xué)，Weislogel教授和他的同事開(kāi)發(fā)了一種形狀古怪的杯子，它模仿了在地球上“泡沫”的形成過(guò)程。經(jīng)過(guò)在各種模擬失重的環(huán)境中的測(cè)試證明，這種咖啡杯能夠在低重力環(huán)境，如國(guó)際空間站，中發(fā)揮作用。

但是，據(jù)天工社了解，未來(lái)這種技術(shù)可能不僅僅是用來(lái)制造太空咖啡杯那么簡(jiǎn)單了，它在空間站上還有更加廣范的應(yīng)用。Weislogel解釋說(shuō)，“我們正在努力利用我們的新方法重新評(píng)估太空站上的所有流體系統(tǒng)，包括冷卻系統(tǒng)、燃油箱、水處理設(shè)備、生命支持系統(tǒng)、植物和動(dòng)物的棲息地、醫(yī)用液體、食品等。”而要實(shí)現(xiàn)這一切，3D打印技術(shù)無(wú)疑要在其中起到關(guān)鍵作用。

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