中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)新材料，將為制冷行業(yè)帶來突破
圖片來自automaticwasher.org
整理 | 常春藤
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制冷技術(shù)在當(dāng)今社會工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活等多個(gè)領(lǐng)域均起到了至關(guān)重要的作用，聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明全球每年25-30%的電力被用于各種各樣的制冷應(yīng)用。而這些應(yīng)用絕大部分依賴傳統(tǒng)的氣體壓縮制冷技術(shù)，普遍使用對環(huán)境和人體有害的制冷劑。因此，尋求綠色、環(huán)保、低能耗的替代制冷方案已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同努力的方向。
近年來，基于固態(tài)相變熱效應(yīng)（caloric effects）的固態(tài)制冷技術(shù)被認(rèn)為是最有希望取代傳統(tǒng)氣體壓縮制冷的技術(shù)方案。
圖1 壓卡效應(yīng)材料的制冷循環(huán)示意圖
3月28日，中國科學(xué)院金屬研究所功能材料與器件研究部李昺研等學(xué)者組成的研究團(tuán)隊(duì)，在一系列稱為塑晶（plastic crystals）的有機(jī)材料里發(fā)現(xiàn)了基于分子取向序的壓卡效應(yīng)，等溫熵變最高達(dá)687 J kg-1K-1，較傳統(tǒng)固態(tài)相變制冷材料高出了一個(gè)數(shù)量級。
塑晶是一類高度無序的固體材料，其有機(jī)分子或者無機(jī)結(jié)構(gòu)單元的取向完全無序，但是質(zhì)心位置卻構(gòu)成了長程有序的晶格。在這些體系中，所需驅(qū)動壓力極低，且材料十分廉價(jià)，具有誘人的應(yīng)用前景。
相關(guān)研究工作發(fā)表于Nature雜志上，李昺研究員為該文的獨(dú)立第一作者兼通訊作者。該雜志同期還刊登了評述性短文“Refrigeration based on plastic crystals”。
注：本文整理自“中國科學(xué)院金屬研究所”。
