レゴブロックを積み重ねた構造、超低温下で非常に高い断熱性を示す 17
ストーリー by headless
断熱 部門より
断熱 部門より
英ランカスター大学の実験によると、レゴブロックを積み重ねた構造がサブケルビンの超低温下で非常に高い断熱性を示すことがわかったそうだ(論文、 ランカスター大学のニュース記事、 SlashGearの記事、 動画)。
ランカスター大学には1.6ミリケルビンまで冷却可能という、世界で最も高性能な希釈冷凍装置がある。実験では4つのレゴブロック2×4(型番3001)を積み重ねて上面と底面に銅板(各5cm2)を配し、上面の銅板には3Ωのマンガニン抵抗器を使用したヒーターと二酸化ルテニウムの抵抗温度計を設置。底面の銅板はおよそ4.5ミリケルビンに冷却した希釈冷凍装置の混合機と熱結合させている。この状態で上面を1ケルビンまで加熱したところ、底面に顕著な温度変化はみられなかったとのこと。断熱性能としては超低温下での断熱材として広く使われているコーニングのMACOR(ガラスセラミック)やデュポンのVespel(ポリイミド樹脂)のバルク材を上回るといい、価格は格段に安い。
レゴブロックの素材であるABS樹脂の断熱性が特に高いということはない。研究グループは中空の構造に加え、結合部分の接触面積が小さいことで熱抵抗が高くなったと考え、同様の構造を3Dプリンターで作成して実験を行っているという。3Dプリンターの使用は複雑な構造を生成するのに便利というだけでなく、実験費用の大幅な低減にもつながるそうだ。現在、100cm2のVespelシート1枚分を購入する予算があれば、ABS樹脂で複雑な構造を出力可能な3Dプリンターのセットが購入できるとのことだ。
ランカスター大学には1.6ミリケルビンまで冷却可能という、世界で最も高性能な希釈冷凍装置がある。実験では4つのレゴブロック2×4(型番3001)を積み重ねて上面と底面に銅板(各5cm2)を配し、上面の銅板には3Ωのマンガニン抵抗器を使用したヒーターと二酸化ルテニウムの抵抗温度計を設置。底面の銅板はおよそ4.5ミリケルビンに冷却した希釈冷凍装置の混合機と熱結合させている。この状態で上面を1ケルビンまで加熱したところ、底面に顕著な温度変化はみられなかったとのこと。断熱性能としては超低温下での断熱材として広く使われているコーニングのMACOR(ガラスセラミック)やデュポンのVespel(ポリイミド樹脂)のバルク材を上回るといい、価格は格段に安い。
レゴブロックの素材であるABS樹脂の断熱性が特に高いということはない。研究グループは中空の構造に加え、結合部分の接触面積が小さいことで熱抵抗が高くなったと考え、同様の構造を3Dプリンターで作成して実験を行っているという。3Dプリンターの使用は複雑な構造を生成するのに便利というだけでなく、実験費用の大幅な低減にもつながるそうだ。現在、100cm2のVespelシート1枚分を購入する予算があれば、ABS樹脂で複雑な構造を出力可能な3Dプリンターのセットが購入できるとのことだ。
Vespel (スコア:1)
最後の一文がわからなかったので「Vespel」を調べたら耐熱樹脂の事らしい。
高価な耐熱樹脂を使うなら、安価な3Dプリンタでレゴ相当の複雑構造を作った方が安上がりでは？ と言いたいのかも。
元論文は読んでないので教えてえろいひと
さすが！ (スコア:0)
3Dプリンターすごい！
Re:さすが！ (スコア:2)
3Dプリンタって基本的に下から順に積み上げて形を作るので、たとえば「2」って形を作ろうとすると左側の下に向かって伸びてる部分を積むことができない。そういう場合は「完成後に取り除く詰め物」を積むことで作ったりする。
でもレゴの形状なら詰め物なしで大きな空間を持ち他のブロックとはほぼ点でしか接しない構造を作ることができるし、ブロックの組み合わせなので作った後で大きさや形の変更ができる自由度の高さとかがいいのかも。
正確にはまったく詰め物なしとはいかないことに気づいたけど、作ってる途中で「他の部位と接していない宙に浮いた部分」ができないので微細な構造でも高い精度で作れるみたいな感じ。
うじゃうじゃ
Re:さすが！ (スコア:1)
いやまあ、２だと向きによってはOKになることはわかってるけど、それ言い出すと文章で説明できるような例が思い浮かばなかったから2にしたまででw
(まあ「向きを変えれば可能だけど」と一言触れておけばよかったなと今は思ってます)
うじゃうじゃ
Re: (スコア:0)
言いたいことは分かるけど2なら補助材不要。
紙に書くようにプリントするだけ。
Re: (スコア:0)
いや、それは作り方次第だぞ？
「２」は立体物なんだから、上下左右だけじゃなく手前や奥から作れば何の問題もない。
中空構造を適当な間隔で区切るのがいいのか (スコア:0)
ウレタンフォームやポリスチレンフォームなんかは、区切るのが細かすぎていまいちなのかな？
Re:中空構造を適当な間隔で区切るのがいいのか (スコア:1)
気体と固体では熱振動が伝わりにくいのだろうから、宙に浮いた板の積層構造なら断熱性高いんじゃないかな。
どう作るかなんて知らん
下手な断熱材レゴに似たり (スコア:0)
但し極低温下に限る。
Re: (スコア:0)
日本は断熱なんて概念のないアルミサッシだもんね。樹脂サッシが普及してほしい。
Re: (スコア:0)
半永久的な寿命を誇るアルミサッシと、紫外線や化学変化でどんどん劣化する樹脂サッシ、
どっちがいいんだろうね
アルミサッシでもペアガラスなら、北海道とかの北国以外じゃ十分な断熱性があるでしょ？
Re: (スコア:0)
日本でサッシを作ってるのは、アルミ精錬メーカー系列の建材メーカーがメイン
なのでサッシにアルミを使うのは当然
かりに化学メーカー系列の建材メーカーがサッシ作ってれば、当然樹脂サッシでしょう
信越サッシとか三菱サッシ、住友サッシ、宇部サッシ、旭サッシ、デュポンサッシみたいな会社があれば
樹脂サッシを作るのでは？
中空が断熱性あるのは判るけど (スコア:0)
壁に穴空いたらオシマイだよね
Re: (スコア:0)
穴が空いたら戦艦大和だって沈みますが
つまり (スコア:0)
更に安いダイヤブロック最強ということですか？
#たぶん違う
Re: (スコア:0)
「ダイヤ」ブロックは多分レゴより伝熱性が高いでしょう。
なぜやろうとしたんだ (スコア:0)
なんでこの実験をやろうとしたのかが分からん・・・