新材料受压变冷


  有一项研究是由巴塞罗那大学(University of Barcelona)的研究小组领导的,发表在《自然•通讯》(Nature Communications)杂志在线版,研究声称,发现了一种新材料,这种材料在室温下表现出逆向压热效应(barocaloric effect),就是说,它受到压力时,会冷却,这就不同于大多数其他材料。这项研究是在巴塞罗那知识校区(BKC:Barcelona Knowledge Campus)框架内进行的,参与研究的研究人员有些是来自加泰罗尼亚理工大学(UPC:Polytechnic University of Catalonia),德国杜伊斯堡-埃森大学(University of Duisburg-Essen)和印度科学修养协会(Indian Association for the Cultivation of Science)。

  这种压热效应是指,材料中产生温度变化,是因为施加液体静压力。大多数物体被压缩后会升温,解除压缩后会降温,但有些固体表现出相反的属性:它们被压缩时温度会降低,解压后温度会升高。路易斯•马诺萨(Lluís Mañosa Lluís)是布法罗大学(University of Buffalo)教授,他解释说:“这种极不寻常的属性,我们称之为逆向压热效应。在我们的研究中,我们发现,有一种材料在适度的压力下会表现出很大的变化:每增加1千巴压力,它的温度会下降1℃。“

  在研究过程中,加泰罗尼亚理工大学材料表征小组对这一过程进行了表征,针对这种固态材料,采用了不同的温度和压力,他们使用的定制系统是由这一研究小组开发的。

  这种材料已经在研究中开发出来,它是一种金属间化合物,包含磁热(magnetocaloric)金属镧,铁,硅和钴(La-Fe-Si-Co),施加外部磁场时温度会改变。这组材料被认为最有前途,可用于新型制冷系统。马诺萨说:“这种材料我们在研究,适度压力带来的温度变化足够大,可考虑用于环保制冷系统。此外,事实上,这种材料响应两种类型的外部刺激,就是磁场和压力,这就可以设计一些设备,可同时利用这些刺激,获得更高性能。”

  这种逆向压热效应产生于材料相变,需要低于某一温度,这会改变材料的结构和磁学性质。最近有人提出,有些材料表现出这种属性,也可用于新型能源收集系统。