没有光脚踩过乐高,你跟我谈什么人生!

作者: 窗敲雨,何以袖手

来源: 果壳

发布日期: 2018-11-11

本文探讨了乐高积木为何在光脚踩上时会带来极大的疼痛,分析了脚底敏感性、乐高积木的硬度和形状特性,以及ABS塑料的材料特性,解释了这种疼痛的物理原因。

乐高积木大概是全世界最受欢迎的玩具之一,不过它所带来的回忆却不总是美好的。如果你也曾不小心光脚踩上过那些散落在地上的乐高积木块,你一定很难忘记这种刻骨铭心的感觉。在网络上,我们也很容易找到那些被乐高虐待过的脚丫们的哀嚎。乐高踩起来是如此之疼,“祝你踩上乐高”甚至都成了一句可怕的诅咒。小小的塑料玩具积木为什么会有如此杀伤力呢?

对于这种疼痛,我们首先应该反省。

首先,和手指一样,脚底也是对触觉和痛觉比较敏感的部位,这对我们感知危险是很有帮助的。如果双脚感受不到疼痛,那情况才会更糟糕:一些糖尿病患者因为神经病变就会对脚上的痛觉感觉非常迟钝,他们很容易受伤和感染,但却无法及时察觉,有时候病变甚至会发展到不得不截肢的程度。你把自己的体重(甚至还要加上走路时蹬地的额外作用力)都压在脚底下乐高积木小小的面积上,由此产生的压强肯定很要命。

不考虑凸起的话,2*2的乐高积木上表面积约有2.5平方厘米,体重60千克的人压上去就能产生2352千帕的压强。当然,形状也很重要,如果你再算上凸起和分明的棱角,伤害值也就变得更高了。

乐高有啥特别?特别硬。当然,以上解释对一切可能和脚底产生亲密接触的小物体都适用。那么,为什么人们总是更多地抱怨他们踩到乐高的悲惨经历呢?相比其他小东西,乐高积木有什么特别之处吗?还真有。

首先,乐高玩具比较容易在地板上出没,这肯定也是一个因素。不过,我们这里所说的是乐高积木自身的特性。简单来说,相比其他很多可能会被踩到的日常物品,乐高积木的结实程度可以算得上出类拔萃。它很硬,就算你整个人踩上去,那些牢固的结构和锋利的棱角也不会发生什么形变,它们依然会直击你的脚心。

乐高积木的生产过程其实很简单,只需使用一种叫“注塑机”的加工设备,将塑料加热熔融成可以流动的熔体,然后快速注入金属模具中,冷却之后就可以得到一块乐高积木了。从1963年开始,乐高公司就用一种叫做“ABS”的塑料替代初代版本的材料(醋酸纤维素)来制作这些拼插玩具了。

ABS是现在世界上最常用的五大通用塑料之一,它的化学名称是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,是利用丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种单体分子共聚而成的。

ABS的材料特性正好可以满足制作乐高积木的全部要求。

1)ABS是注塑工艺的绝佳搭档,其中的苯乙烯结构在受热熔融时可以为材料带来较低的粘度,为注塑生产提供充足的流动性;2)丁二烯结构的存在会为材料带来良好的韧性和抗冲击性能,特别是在低温下,塑料也不会变得很脆;3)丙烯腈分子之间会形成强大的氢键作用,从而为材料提供刚性和硬度,这也使材料更加耐腐蚀;4)共聚结构的存在使得ABS材料很难结晶,它在模具中冷却时不会产生太大的收缩,因此它的尺寸稳定性也很好,做出来的小零件可以保持尺寸高度一致,这一点对拼插玩具而言尤其重要。

疼痛来自局部的压强,而造成巨大压强的因素无非有两点:其一是尖,其二是硬。在注塑过程中,尺寸稳定性好的ABS很好地继承了乐高模具清晰分明的棱角,因此它的边缘自然也比较“尖”。ABS的表面硬度很高,它可以达到邵氏硬度的100度(这是用这种方法测量的最高级别了),超硬型的ABS甚至可以算是塑料中最硬的种类。不仅如此,这些塑料积木块的强度也很惊人。

人们曾专门做过实验,结果发现,2x2的普通乐高砖块在被压垮之前平均可以承受多达4240牛顿的力,这相当于432千克物体的重量。

总的来说,踩到乐高积木的疼痛大概就是人类敏感的神经与性能优异的高分子材料之间产生的一点小意外。这样的经历肯定不会让人愉快,不过我们从中也可以得到一个好消息:你心爱的乐高积木是如此结实,以至于你根本不用担心自己把它们踩坏了……

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