在近日發表於《軟物質》（Soft Matter）期刊上的一篇文章中，一支荷蘭科學家團隊介紹瞭如何通過3D 打印技術，來製作口感最脆的巧克力。儘管每個人品嚐巧克力的習慣不盡相同，但這種材料其實有著相當獨特且微妙的風味與質地之分。甚至巧克力專家必須像鐵匠那樣精確地控制加熱與冷卻工序，以最終形成完美的可可脂晶格結構。

視頻封面（來自：Innovation Exchange Amsterdam / YouTube）

在接受《化學世界》（Chemistry World）採訪時，物理學家兼巧克力店老闆Richard Tango-Lowy 提到了這種六相多晶型晶體。它會在發出劈啪聲後融化，而不是直接碎裂掉，並賦予高端巧克力以令人愉悅的光澤。

然而這樣一枚經過適當調溫的巧克力，可能要耗費數週的時間來製作。更別提V 相晶體本身不太穩定，很容易隨著時間的推移而降解為無光澤的IV 相晶體。

阿姆斯特丹科學與創新獎預決賽選手 Corentin Coulais（通過）

為了追求這種優質的口感，來自阿姆斯特丹大學的超材料與3D 打印專家們，已經得出了相當深入且細緻的結論。研究出發點基於一個合理的設想—— 大多數人都喜歡在咬巧克力時發出的劈啪聲，且越多越好。

然後他們開始嘗試設計出能夠最大化這些“破裂事件”（fracture events）的巧克力形狀，並發現螺旋狀有著充足的設計與調整裂紋點的機會—— 具體取決於你下嘴（咬合）時的方向。

研究配圖- 1：可食用機械超材料的各向異性分析

通過將一系列形狀設計放在測試板面上，並對每個人的咬合聲音進行記錄。不出所料的是，更多的螺旋繞組、就能夠產生更多聽得見的劈啪聲，且測試參與者能夠對此加以區分。

總結就是，巧克力的整體感官評級—— 比如可感知到的裂紋數量—— 與力-位移曲線測量的裂紋數量呈正相關。

接著他們開始嘗試最大化這種各向異性結構—— 設計出在某個方向上相對堅固、但另一方向更脆和容易開裂的一系列其它有趣的圖案。

研究配圖- 2：具有可調裂紋數量的可食用機械超材料

據說為了製造研究所需的巧克力，該團隊必須通過3D 打印機來完成這項間距的材料準備工作。同時確保巧克力經過適當的回火，以最大限度地形成這些珍貴的V 相晶體。

具體操作是將巧克力加熱至45 °C（113 °F）以破壞所有晶體，然後冷卻添加預調的固體顆粒，以播撒有利V 相晶體形成的條件，直至降溫至34 °C（93 °F）—— 這也是V 相晶體的熔點。

研究配圖- 3：不同各向異性的拓撲優化設計

此時可將巧克力裝入容器、使之維持32℃（90℉），然後將形狀逐層打印至12℃（54℉）的底板上。在需要為下一層打印做準備的時候，還可藉助風扇循環空氣、以使巧克力盡快凝固。

不過這項工作也不是一帆風順，比如巧克力很容易在管道中結晶。因此隨著打印線粗細的變化，機器必須經過一次次重新校準。而且隨著打印的進行而變厚，每次都需要對壓力和速度進行重大調整。

更別提每次啟停時，噴嘴上都會留下不一致的巧克力液滴，這進一步增加了任何控製樣品均勻度的嘗試難度。