在近日发表于《软物质》（Soft Matter）期刊上的一篇文章中，一支荷兰科学家团队介绍了如何通过 3D 打印技术，来制作口感最脆的巧克力。尽管每个人品尝巧克力的习惯不尽相同，但这种材料其实有着相当独特且微妙的风味与质地之分。甚至巧克力专家必须像铁匠那样精确地控制加热与冷却工序，以最终形成完美的可可脂晶格结构。
视频封面（来自：Innovation Exchange Amsterdam / YouTube）
在接受《化学世界》（Chemistry World）采访时，物理学家兼巧克力店老板 Richard Tango-Lowy 提到了这种六相多晶型晶体。它会在发出噼啪声后融化，而不是直接碎裂掉，并赋予高端巧克力以令人愉悦的光泽。
然而这样一枚经过适当调温的巧克力，可能要耗费数周的时间来制作。更别提 V 相晶体本身不太稳定，很容易随着时间的推移而降解为无光泽的 IV 相晶体。
为了追求这种优质的口感，来自阿姆斯特丹大学的超材料与 3D 打印专家们，已经得出了相当深入且细致的结论。研究出发点基于一个合理的设想 —— 大多数人都喜欢在咬巧克力时发出的噼啪声，且越多越好。
然后他们开始尝试设计出能够最大化这些“破裂事件”（fracture events）的巧克力形状，并发现螺旋状有着充足的设计与调整裂纹点的机会 —— 具体取决于你下嘴（咬合）时的方向。
研究配图 - 1：可食用机械超材料的各向异性分析
通过将一系列形状设计放在测试板面上，并对每个人的咬合声音进行记录。不出所料的是，更多的螺旋绕组、就能够产生更多听得见的噼啪声，且测试参与者能够对此加以区分。
总结就是，巧克力的整体感官评级 —— 比如可感知到的裂纹数量 —— 与力-位移曲线测量的裂纹数量呈正相关。
接着他们开始尝试最大化这种各向异性结构 —— 设计出在某个方向上相对坚固、但另一方向更脆和容易开裂的一系列其它有趣的图案。
研究配图 - 2：具有可调裂纹数量的可食用机械超材料
据说为了制造研究所需的巧克力，该团队必须通过 3D 打印机来完成这项间距的材料准备工作。同时确保巧克力经过适当的回火，以最大限度地形成这些珍贵的 V 相晶体。
具体操作是将巧克力加热至 45 °C（113 °F）以破坏所有晶体，然后冷却添加预调的固体颗粒，以播撒有利 V 相晶体形成的条件，直至降温至 34 °C（93 °F）—— 这也是 V 相晶体的熔点。
研究配图 - 3：不同各向异性的拓扑优化设计
此时可将巧克力装入容器、使之维持 32℃（90℉），然后将形状逐层打印至 12℃（54℉）的底板上。在需要为下一层打印做准备的时候，还可借助风扇循环空气、以使巧克力尽快凝固。
不过这项工作也不是一帆风顺，比如巧克力很容易在管道中结晶。因此随着打印线粗细的变化，机器必须经过一次次重新校准。而且随着打印的进行而变厚，每次都需要对压力和速度进行重大调整。
更别提每次启停时，喷嘴上都会留下不一致的巧克力液滴，这进一步增加了任何控制样品均匀度的尝试难度。