Legosteine eignen sich zur Wärmeisolation bei extremer Minustemperatur

Wissenschaftler zeigen tiefgefrorene Lego-Figur und Legosteine.
Lego-Figur und Legosteine extremen Minustemperaturen ausgesetzt
[Foto: Lancaster University]
Robert Züblin – 23.12.2019, 23:37 Uhr

Wissenschaftler haben Legosteine extremen Minustemperaturen ausgesetzt und dabei festgestellt, dass sich Legosteine ausgesprochen gut zur Wärmeisolation eignen.

200.000-mal kälter als Raumtemperatur

Die Forscher der Lancaster University haben vier handelsübliche Legosteine – also vier Lego-Basissteine mit der Katalog-Nummer 3001 – in einen Verdünnungskühler gestellt, der extrem tiefe Temperaturen erzeugen kann. Dieses Kühlgerät, auch Mischungskryostat genannt, kann ein Umfeld schaffen, das 200.000-mal kälter ist als Raumtemperatur. Prozesse, Eigenschaften oder Stoffe, die mit solchen extremen Minustemperaturen zusammenhängen, nennt man kryogen.

“Für die thermische Isolierung kryogener Komponenten sind Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit erforderlich. Abstandshalter für den Strahlungsschutz und Stützstäbe in Verdünnungskühlern sind gute Beispiele dafür. Diese Komponenten sind für die gesamte Kryogenik nützlich, aber insbesondere für die aktuelle Entwicklung der Quantencomputer, deren Betrieb und Stabilität auf isolierte niedrige Temperaturen angewiesen ist”, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die in der Fachzeitschrift “Scientific Reports” veröffentlicht wurde.

 
 

Klemmanordnung der Legosteine entscheidend

Legosteine werden aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) hergestellt. Die Forscher sagen, dass sie durch ihr Experiment gezeigt hätten, dass eine modulare ABS-Struktur aus Legosteinen eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit aufweisen würde als branchenübliche Materialien. Gleichzeitig bewerteten die Wissenschaftler die mechanischen Eigenschaften der Legosteine trotz der extrem niedrigen Temperaturen als gut.

Laut Dr. Dmitry Zmeev, einem der Studienautoren, würden die Ergebnisse signifikant sein. Das Lego-Experiment hätte gezeigt, dass die Klemmanordnung zwischen den Legosteinen dafür verantwortlich sei, dass die ABS-Blöcke bei sehr starken Minustemperaturen, den sogenannten kryogenen Temperaturen, als Wärmeisolator extrem gute Dienste leisten würden.

Die Forscher schreiben: “Diese Arbeit legt nahe, dass maßgeschneiderte modulare Materialien mit noch besserer thermischer Leistung durch 3D-Drucken einfach und kostengünstig hergestellt werden könnten.”

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