科学家使用磁场和变形合金研发制冷系统

导读：除了触摸屏和内置摄像头等多余功能外，基本的冰箱技术在几十年内没有太大变化。

除了触摸屏和内置摄像头等多余功能外，基本的冰箱技术在几十年内没有太大变化。他们仍然通过化学制冷剂和压缩机进行冷却，现在欧洲研究人员已经展示了一种有希望的早期冷却系统，它使用磁场和变形记忆合金进行冷却。

磁冷却系统通过利用磁热效应起作用，即某些材料在暴露于磁场时会改变温度。该技术几乎与传统冰箱一样长，但从未真正得到应用，因为设备复杂性会破坏能源效率，其中通常是使用的超导磁体，这需要它们自己的冷却系统。

为了解决这个问题，达姆施塔特技术大学和德国Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的研究人员使用了磁铁和特殊合金的独特组合。磁铁含有稀土金属钕，以及铁和硼。该合金是镍，锰和铟的混合物。

这种组合是使系统实用的关键。这些磁铁是目前已知的最强的永久磁铁，能够产生比地球强4万倍磁场。同时，该特定合金在暴露于磁场时将冷却，此外，它在变形后可恢复其原始形状。利用这种组合，该项目的研究人员开发了一个六步制冷循环。首先，冷却元件（合金）暴露在磁场中，只需一毫秒就足以使其磁化和冷却。然后将合金从磁场中移除，并且冷却所需的任何物质。随着合金回暖，它将保持磁化。接下来，合金被辊子压缩，这使得合金体积更密集，失去其磁性同时温度上升，当滚筒被移除时，合金在返回其常温时恢复其原始形状，为循环重新开始做好准备。

该项目主要是一项可行性研究，旨在说明形状记忆合金如何帮助减少这类装置所需的永磁体数量。该团队表示，这些磁铁是最昂贵的部分。“我们已经证明形状记忆合金非常适合冷却循环，”该研究的作者Oliver Gutfleisch说。 “我们需要的钕磁铁要少得多，但仍能产生更强的磁场，并产生相应更大的冷却效果。”该团队计划在2022年之前建立一个演示装置，以更好地了解系统如何冷却物品，以及它的节能效果。该研究已经发表在Nature Materials杂志上。