我科学家发现固态制冷新材料

本报沈阳3月28日电(记者卢成宽、郝晓明)制冷对现代社会至关重要。联合国的统计数据显示，每年全球25%-30%的电力用于制冷。中科院金属所等单位的研究人员发现，塑料晶体(一种易变形的无序固体晶体)具有庞压力卡效应，即压力引起相变的冷却效应。它可作为高端制冷技术研发的新材料，并可降低制冷能耗。这为下一代固态制冷技术的发展提供了新的思路。相关的研究结果发表在3月28日的《自然》杂志上。

目前，大多数制冷系统使用气体压缩制冷技术，但该技术中使用的材料会对环境产生不利影响。基于固态相变热效应的制冷技术作为最有前途的替代技术之一，近几十年来受到了广泛关注。该技术中使用的固态相变制冷材料在遇到外部刺激时会产生温度变化。然而，现有的固体相变制冷材料存在着缺点:熵变化小，每千克只有几十焦耳(J·kg-1K-1)，制冷能力差，限制了其应用该论文的第一作者、通讯记者、中国科学院金属研究所研究员韩力说。

研究人员发现，许多种类的塑料晶体在极小压力的驱动下可以获得巨大的熵变化。其中之一是新戊二醇，它产生每千克389焦耳的熵变化，与以前的固态相变制冷材料相比，大大提高了制冷能力。这种优异的性能归因于塑料晶体的独特分子结构:塑料晶体高度无序，即分子取向不规则。这种无序结构很容易被压缩，相对较小的压力可以诱导这些无序取向的分子产生规则排列，从而产生大的熵变化。

韩力指出，本研究报道的塑料晶体具有原料丰富、环境友好、能耗低的优点，在制冷领域具有广阔的应用前景。