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利用3D打印的冰晶增强天气预测

八级小狂风 - 去年

虚位以待

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      最近，欧洲研究人员利用3D打印技术制造了非球形冰晶，为改进天气预测提供了一个有前途的途径。当用高速摄像机跟踪这些微小的冰晶在空气中的运动时，它们提供了有关气溶胶行为的宝贵见解，解决了气象模型中的一个重要不确定性来源。

      气溶胶，特别是像尘埃和冰晶这样的非球形粒子，在云动力学和大气过程中发挥着关键作用。气象模型中将气溶胶假定为球体引入了不准确性，因此需要更精细的表示。跨足法国、德国和瑞典的研究人员观察了大气中非球形颗粒的振荡运动，强调了其对停留时间和大气辐射特性的影响。

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实验设置。 (a) 具有顶部摄像机的光学台和 (b) 下沉长椭球的快照。（图片来源：T. Bhowmick 等人）

      气象模型在很大程度上依赖准确的输入数据，详细的颗粒运动数据的引入可以提高预测的精确性。由于地球大气的流体性质，即使是颗粒数据的微小误差也会显著影响与云中的水含量、飞行距离和降水模式相关的计算。

     3D打印冰晶的应用不仅局限于气象学，还影响到能源等领域。改进的天气预报有助于电力供应商优化可再生能源的利用，更好地预测需求波动，并为极端天气事件做好准备。对气候相关干扰敏感的企业可以从先进的预测中受益，允许他们在供应链管理中进行战略规划和风险缓解。

      展望未来，3D打印与大气科学的结合有潜力改变科学家们进行天气预测的方式。随着各个行业越来越多地将气候数据整合到其运营策略中，准确预测天气模式变得至关重要。

      跨足气象学到能源等多个行业，整合详细的颗粒运动数据对于更准确的预测具有潜力，为企业和供应商提供了在面对气候相关不确定性时进行战略规划和风险管理的增强工具。

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  • 一只能够3D打印羊毛的机械臂

    如果你能够3D打印羊毛会怎样？与3D技术兼容的材料范围不断令人惊讶，从咖啡到啤酒，应有尽有！现在，在一位荷兰设计师Christien Meindertsma领导的项目中，制作了一只定制的机械臂，能够逐层沉积羊毛并形成各种物体，无需添加水或任何其他材料。这个名为FLOCKS Wobot的机器人为那些因过于细而无法在纺织工业中使用并因此被丢弃的羊毛提供了第二次利用的机会。 这位设计师的项目是为了促进循环经济。她的网站称荷兰每年要扔掉150万公斤的羊毛（约合330万磅）。与此同时，仅在2022年，美国就扔掉了1190万磅的羊毛，所以想象一下如果所有这些都成为废物会带来的生态后果。她的解决方案旨在解决这个问题。 3D打印羊毛具有许多优势 此外，与其他材料（如聚苯乙烯）相比，羊毛具有许多优势：它可回收和生物降解，坚固且坚实，具有出色的绝缘性能，并且对水透性好。它还具有抗火性（高达560°C）。因此，当与3D打印结合使用时，羊毛可能是一个不错的选择材料。 这位荷兰设计师与TFT合作开发了这台定制的机械臂。它连接到一个协作机器人，配备了传感器，可以与操作员安全地协同工作。这个解决方案能够像3D打印机和其填充物一样沉积连续的羊毛层。设计师解释说，它与任何类型的羊毛都兼容，尽管使用原始羊毛的测试结果更加令人信服，因为它更加可持续。她补充说：“这是一种可以与任何欧洲羊毛一起使用的技术。羊毛不必特别细，甚至不必加工，只需要洗涤。” 但是羊毛3D打印可以用于什么？它可以在许多领域找到用武之地，特别是在声学和隔热产品的设计领域，但也可以在设计和家居领域使用。鉴于上述羊毛的性质，不同领域的应用可能会非常有趣。与此同时，Christien Meindertsma将在荷兰Roermond的Cuypershuis展出Wobot，展览将持续到2024年3月，然后在伦敦的V&A展出，展览将持续到明年10月。 使用羊毛制作的3D打印结构示例

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  • 3D打印的汗液监测器跟踪健康指标

    华盛顿州立大学的研究人员开发了一种 3D 打印可穿戴健康监测仪，可测量运动期间汗液中的关键生化物质。该设备通过监测血糖、乳酸和尿酸水平，以非侵入方式跟踪糖尿病、痛风、肾病和心脏病等健康状况。 该研究发表在《ACS Sensors》上，表明该设备可以准确测量志愿者的生物标志物和出汗率。 3D 打印汗液监测器。（图片来源：华盛顿州立大学） “糖尿病是全球面临的一个主要问题，”该研究的第一作者 Chuchu Chen 说道，她强调了 3D 打印在医疗保健领域的潜力。一步式 3D 打印工艺使用单原子催化剂和酶促反应来增强对这些低水平生物标记物的信号检测。 与血液不同，汗液是一种非侵入性的健康监测方法。汗液中的尿酸水平可预示痛风、肾病和心脏病的风险，而葡萄糖和乳酸水平可监测糖尿病和运动强度。 目前的汗液传感器非常复杂，需要专门的设备。新设备采用微小的微流体通道，避免了其他方法常见的污染问题。 该原型在志愿者身上进行了测试，结果显示测量结果准确可靠。研究人员的目标是改进设计，添加更多生物标记，并在临时专利的支持下实现该技术的商业化。 该项目由美国国家科学基金会和疾病预防控制中心资助，华盛顿州立大学商业化办公室正在推动该技术的保护和潜在的市场进入。 来源：news.wsu.edu 

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