Klocki LEGO zmrożone do zera absolutnego izolują ciepło
Naukowcy z Lancaster University schłodzili klocki LEGO do najniższej możliwej temperatury, żeby sprawdzić, czy materiał, z którego są uformowane, wytrzyma takie warunki. W rezultacie odkryli, że klocki LEGO nie tylko są odporne na ekstremalnie niskie temperatury, ale także okazały się bardzo dobrym izolatorem ciepła w temperaturze bliskiej zeru absolutnemu.
Klocki LEGO to zabawka dla dzieci w każdym wieku – idealna zabawka do rozwijająca wyobraźnię, zdolności manualne i konstrukcyjne. Z LEGO można eksperymentować na wiele sposobów. Doceniają to również naukowcy i popularyzatorzy nauki, którzy uczą za pomocą klocków architektury, historii, programowania i robotyki. Zespół naukowców z Uniwersytetu Śląskiego zbudował nawet z LEGO turbidymetr, czyli urządzenie służące do pomiaru mętności wody, o czym pisaliśmy jakiś czas temu.
Zobacz: Projekt turbidymetru... z klocków Lego
Naukowcy i inżynierowie testowali też wiele granic słynnych kloców. LEGO było już w przestrzeni kosmicznej, próbowali już je podgrzewać, topić je w kwasie i zgniatać pod prasą. Nikt jak dotąd (a przynajmniej nic o tym nie wiadomo) nie próbował zamrozić LEGO, obniżając temperaturę otocznia do granic zera absolutnego.
To przedsięwzięcie wzięli na siebie fizycy z laboratorium Ultra Low Temperature (ULT) na Lancaster University. Laboratorium dysponuje urządzeniem, które pozwala schłodzić materiał do temperatury bliskiej zero stopni Kelvina, czyli zero absolutnemu – teoretycznie najniższej możliwej temperaturze, w której ustaje wszelki ruch cząsteczek. Jest to być może najefektywniejsza zamrażarka na świecie, która pozwala obniżyć temperaturę do poziomu 1,6 milistopnia powyżej zera absolutnego. To właśnie w tym urządzeniu umieszczono figurkę i cztery połączone ze sobą klocki, a następnie ekstremalnie obniżono ich temperaturę.
Eksperyment, nazwany „The coolest LEGO in the Universe”, wykazał, że klocki LEGO są bardzo trwałe i nie ulegają żadnym zmiano w kriogenicznych temperaturach. Ku własnemu zaskoczeniu badacze odkryli jednak coś jeszcze. Po zmierzeniu temperatury w różnych miejscach klocków zespół pod przewodnictwem dr Dmitry Zmeeva odkrył, że klocki są niezwykle skutecznym izolatorem ciepła, a połączenia między nimi są na tyle trwałe, że blok klocków stanowił jakby jedną całość.
Materiał, z którego zrobione są klocki LEGO to terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS). Jest to materiał znacznie tańszy, a jak się okazuje tak samo skuteczny, a może nawet skuteczniejszy niż używane do tego typu izolacji znacznie droższe materiały, takie jak Macor lub Vespel.
Badania opublikowane w czasopiśmie „Scientific Reports” to już nie tylko kolejna ciekawostka dotycząca ulubionych klocków kolejnych pokoleń młodych konstruktorów. Wygląda na to, że ABS może znaleźć zastosowanie w budowie komputerów kwantowych, które działają właśnie w ekstremalnie niskich temperaturach i wymagają odpowiedniej izolacji i przewodnictwa.
Badania źródłowe: Chawner, J.M.A., Jones, A.T., Noble, M.T. et al. LEGO® Block Structures as a Sub-Kelvin Thermal Insulator. Sci Rep 9, 19642 (2019) doi:10.1038/s41598-019-55616-7
Opracowano na podstawie artykułu The coolest LEGO ® in the Universe opublikowanego na stronie internetowej Lancaster University.
