新知 物理

加壓冷卻

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撰文者:APS NEWS (譯者:林中一 教授)
發文日期:2017-06-19
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  • 有效且對環境友善的固體冷媒可能很快的會進場來取代冷卻設備中使用的含氯氟烴(即破壞臭氧層的CFC)冷媒。根據佩德羅.喬治.房欒奇(Pedro Jorge von Ranke)在「應用物理通訊」期刊刊出的論文,有一類稱為「自旋交叉」系統的材料可能會展現出夠大的壓力引發熵變化,使得它能在實際的冷卻循環中使用。

    在過去,研究者們研究過多種不同對磁場有反應的固體冷媒(磁熱效應magnetocaloric effect),但需要超強的磁場才能達到有用的冷卻效果。然而自從前些時在銨硫酸鹽(ammonium sulphate)之中,加上更近期以來,在「自旋交叉」系統中發現了巨大的壓熱效應(barocaloric effect)後,壓力驅動材料吸引了大家的注意。在「自旋交叉」系統中,壓力引發的是一個從低自旋到高自旋的轉變,有趣的是這個自旋狀態的改變伴隨了一個很大的熵變化。房欒奇運用一個類依星(Ising-like)微觀模型研究了鐵基的氯苯基磺酸鹽(iron-based chlorophenyl sulfonate)自旋交叉化合物,結果發現當壓力由1巴(bar)加到4.1巴之後,該化合物具有一個理論值為每莫耳2160焦耳的冷媒容量。這個數值比磁熱材料的高了六倍,這顯示自旋交叉系統很有希望可以成為一個的室溫固態製冷化合物。

     
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    以自旋交叉冷卻影像來源:應用物理通訊期刊(APL)http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4982792
    本文感謝APS NEWS (美國物理學會)授權物理雙月刊進行中文翻譯並刊登於物理雙月刊網站及雜誌。原文刊登於APS NEWs June/2017 http://www.aps.org/publications/apsnews/201706/research-news.cfm
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