制冷對現代社會至關重要，聯合國統計數據表明，全球每年25%—30%的電力被用于制冷。來自中國科學院金屬研究所等單位的研究人員發(fā)現，塑晶(一類容易變形的無序固態(tài)晶體)具有龐壓卡效應，即壓力引起相變的冷卻效應，它可用作研發(fā)高端制冷技術的新材料，可能降低制冷能耗。這為下一代固態(tài)制冷技術的發(fā)展提供了新思路。相關研究成果于3月28日發(fā)表在《自然》雜志上。

目前的制冷系統大多采用氣體壓縮制冷技術，但這種技術所采用的材料會對環(huán)境產生不利影響。基于固態(tài)相變熱效應的制冷技術作為一種最具希望的替代技術，近幾十年受到廣泛關注。這種技術采用的固態(tài)相變制冷材料會在遇到外部刺激時產生溫度變化。“但是，已有的固態(tài)相變制冷材料存在不足：熵的變化小，僅為幾十焦每千克開(J kg-1K-1)，制冷能力差，限制了其應用。”論文第一兼通訊作者、中國科學院金屬研究所研究員李昺說。

研究人員發(fā)現多種塑晶都可以在極小壓力的驅動下獲得巨大熵變，其中一種材料名為新戊二醇，其產生的熵變高達389焦每千克開，制冷能力較以往的固態(tài)相變制冷材料大大提升。這種優(yōu)異性質要歸因于塑晶的獨特分子結構：塑晶高度無序，即分子取向排列不規(guī)則。這種無序結構很容易被壓縮，相對較小的壓力便能誘導這些取向無序的分子產生規(guī)則排列，從而產生大幅度的熵變。

李昺指出，該研究中所報道的塑晶具有原材料豐富、環(huán)境友好和能耗低等優(yōu)點，在制冷領域具有廣闊的應用前景。(記者陸成寬 郝曉明)

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