除了拼出1:1全尺寸布加迪、10米高机甲战士,“无所不能”的乐高积木还可以用来做什么?最近,一群英国科学家“玩”出了新花样,他们把乐高积木放进了全球最冷的冰箱。
这台稀释制冷机位于英国兰开斯特大学,可以达到绝对零度(-273.15摄氏度)上0.0016度,比室温低20万倍,比深空冷2000倍。
该校世界一流的超低温物理学研究团队把1个乐高宇航员小人和4块叠成一摞的乐高积木放进了去。随后,他们测量了4块乐高积木从上到下的隔热性,发现它们表现优越。相关论文发表在近日的《科学报告》期刊上。
“我们的研究很有意义”,领导该研究的Dmitry Zmeev博士表示:“我们发现,乐高积木之间的夹紧结构使得它们在低温下成为非常好的隔热体。这正是设计新一代稀释制冷机所需要的。”
在70 mK到1.8 K(约-273.08~-271.35摄氏度)的温度范围内,研究人员测量出乐高积木块的导热系数κ = (8.7 ± 0.3) × 105 T 1.75±0.02 WK1 m1。开尔文(Kelvins)是热力学温标或称绝对温标 ,常用符号K表示,0K即绝对零度,约等于摄氏温标零下273.15摄氏度。1mK为0.001K。
英国物理学家海因茨·伦敦(Heinz London)在1951年首先提出可以用超流4He稀释3He的方法制冷。1965年,世界首台稀释制冷机在荷兰莱顿大学的昂内斯实验室制成。
稀释制冷机可以长时间地维持毫K范围的温度,是现代实验物理学和工程学的关键工具,也关系着价值数十亿美元的全球产业。现阶段的超导量子计算必须在超低温下进行,随着全球量子计算争霸日趋激烈,“冷冰冰”的稀释制冷机也“热”了起来。
如果乐高这样的ABS塑料结构可以代替现有的Macor玻璃陶瓷或杜邦Vespel聚酰亚胺塑料等材料用于制作隔热体,再运用上3D打印技术,那稀释制冷机的成本会大大降低。
该研究团队表示,他们下一步会使用3D打印的方式来制造一种新的隔热体。
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