科學家使用磁場和變形合金研發製冷系統

除了觸摸屏和內置攝像頭等多餘功能外，基本的冰箱技術在幾十年內沒有太大變化。他們仍然通過化學製冷劑和壓縮機進行冷卻，現在歐洲研究人員已經展示了一種有希望的早期冷卻系統，它使用磁場和變形記憶合金進行冷卻。

磁冷卻系統通過利用磁熱效應起作用，即某些材料在暴露於磁場時會改變溫度。該技術幾乎與傳統冰箱一樣長，但從未真正得到應用，因為設備複雜性會破壞能源效率，其中通常是使用的超導磁體，這需要它們自己的冷卻系統。

為了解決這個問題，達姆施塔特技術大學和德國Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的研究人員使用了磁鐵和特殊合金的獨特組合。磁鐵含有稀土金屬釹，以及鐵和硼。該合金是鎳，錳和銦的混合物。

這種組合是使系統實用的關鍵。這些磁鐵是目前已知的最強的永久磁鐵，能夠產生比地球強4萬倍磁場。同時，該特定合金在暴露於磁場時將冷卻，此外，它在變形後可恢復其原始形狀。利用這種組合，該項目的研究人員開發了一個六步製冷循環。首先，冷卻元件（合金）暴露在磁場中，只需一毫秒就足以使其磁化和冷卻。然後將合金從磁場中移除，並且冷卻所需的任何物質。隨著合金回暖，它將保持磁化。接下來，合金被輥子壓縮，這使得合金體積更密集，失去其磁性同時溫度上升，當滾筒被移除時，合金在返回其常溫時恢復其原始形狀，為循環重新開始做好準備。

該項目主要是一項可行性研究，旨在說明形狀記憶合金如何幫助減少這類裝置所需的永磁體數量。該團隊表示，這些磁鐵是最昂貴的部分。「我們已經證明形狀記憶合金非常適合冷卻循環，」該研究的作者Oliver Gutfleisch說。 「我們需要的釹磁鐵要少得多，但仍能產生更強的磁場，併產生相應更大的冷卻效果。」該團隊計劃在2022年之前建立一個演示裝置，以更好地了解系統如何冷卻物品，以及它的節能效果。該研究已經發表在Nature Materials雜誌上。

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