傳統的冰箱和空調使用的氣體壓縮制冷技術(shù)存在能耗高等問(wèn)題。為此，全球的科學(xué)家和工程師都在努力尋找更優(yōu)的替代方案，固態(tài)相變制冷技術(shù)就是其中一種前景廣闊的解決方案。

這項技術(shù)的核心是利用固體材料的一種特性：當外界施加不同的“場(chǎng)”（如磁場(chǎng)、電場(chǎng)或壓力）時(shí)，材料的內部結構（稱(chēng)為“相”）會(huì )發(fā)生變化，這個(gè)過(guò)程會(huì )吸收或釋放熱量，從而實(shí)現制冷?，F有的這些方法都有一個(gè)共同的局限：它們的制冷效應只發(fā)生在其“相變溫度”附近一個(gè)很小的溫度范圍內（通常只有正負10開(kāi)爾文左右，即約正負10攝氏度）。為了實(shí)現大范圍的溫度變化，必須把許多個(gè)不同相變溫度的材料像串糖葫蘆一樣組合起來(lái)，做成多級制冷裝置，這給科學(xué)家帶來(lái)很大難題。

近日，中國科學(xué)院金屬研究所科研團隊取得了一項重要突破。他們在一種名為六氟磷酸鉀（KPF6）的無(wú)機塑晶材料中，首次觀(guān)察到了“全溫區壓卡效應”。

通過(guò)施加壓力，KPF6能在從室溫（約25℃）到液氮（-196℃）、液氫（-253℃）甚至液氦（-269℃）的極低溫區實(shí)現制冷效應，這是迄今為止唯一的全溫區固態(tài)相變制冷材料。

KPF6材料在室溫常壓下是一種面心立方結構，其內部的PF6分子團可以自由地隨機旋轉。當溫度降低或壓力增大時(shí)，它會(huì )經(jīng)歷兩次結構變化（相變），轉變?yōu)椴煌膯涡苯Y構。正是這些相變過(guò)程導致了強大的吸熱或放熱效應。

這項研究成果于北京時(shí)間8月20日發(fā)表在《自然-通訊》上，為開(kāi)發(fā)新一代高效、環(huán)保的全固態(tài)制冷技術(shù)提供了重要的支撐。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）