当重力影响被显著削弱时，软物质在加工与成形过程中会呈现怎样的力学行为？围绕这一问题，阿姆斯特丹大学的物理学家近日借助一枚亚轨道探空火箭完成流体动力学实验。火箭飞行最高达到267公里后返回地球，为实验提供了约6分钟的失重时间。

在这段失重窗口内，研究人员3D打印了大型软物质液滴，其材料特性类似于生物打印中使用的“墨水”。生物打印是一项仍在发展的技术，通常将细胞与生物墨水或生物材料混合后，通过3D打印构建所需形状，用于构建活体组织，并在再生医学、个性化医疗、组织工程和化妆品等领域展现应用潜力。

该实验项目名为COLORS（低重力下复杂流体：直接观察残余应力）。研究团队使用专门的光学装置，实时观察打印材料在液滴扩散与融合过程中内部应力（力）的空间分布；应力集中的区域会以更明亮的颜色显示。研究人员表示，明确应力产生的位置与方式十分关键，因为这些应力可能在材料固化时被“冻结”，从而成为3D打印成品中更易断裂的薄弱点。

研究团队指出，在地面条件下开展同类观测存在困难：地球引力过强，使得这些虽弱但重要的内部力难以被检测。项目负责人、阿姆斯特丹大学Olfa D'Angelo博士表示，亚轨道飞行通过短暂消除重力影响，使团队能够在保持与先进3D打印和生物打印相关的其他条件不变的情况下，直接观察流体内部应力。

D'Angelo称，COLORS的结果将用于建立更可靠的流体沉积模型，推动软材料增材制造“真实数字孪生体”的构建，以提升3D打印制品的可靠性与重复性，尤其面向太空与地面生物打印等高要求应用场景。

目前，研究团队正在分析COLORS实验录像，并预计于明年发布研究结果。下一步工作将继续开发并完善实验中采用的光学方法，以进一步理解重力对软物质加工过程的影响。

COLORS由阿姆斯特丹大学软物质小组VENI研究员Olfa D'Angelo、副教授Mazi Jalaal与德国航空航天中心（DLR）地球与空间前沿材料研究所的Thomas Voigtmann联合开展，DLR的Martin Weiß负责实验工程设计。

COLORS与另外20个实验共同搭载在MAPHEUS-16研究火箭上。MAPHEUS-16于2025年11月12日从瑞典埃斯兰空间中心发射，火箭装配发动机后高度超过13米，携带约500公斤有效载荷。