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降溫至94毫開！“新式”制冷迎來“曙光”
2024年01月18日 10:22:06
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：14143
將材料通過絕熱去磁可降溫至94毫開，與基于材料微觀模型的多體計(jì)算結(jié)果完美吻合。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 在人類科技發(fā)展的歷程中，科技的進(jìn)步一直是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要?jiǎng)恿?。從火的發(fā)現(xiàn)到蒸汽機(jī)的發(fā)明，從電力的應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)的普及，每一次科技的飛躍都為人類帶來了前所未有的便利和可能。如今，我們正處在一個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，其中低溫技術(shù)的應(yīng)用無疑是一個(gè)里程碑。荷蘭萊頓大學(xué)教授、諾貝爾獎(jiǎng)得主?？?middot;卡末林·昂內(nèi)斯，他在一個(gè)世紀(jì)前的偉大發(fā)現(xiàn)——將氦氣液化，為人類打開了低溫物理世界的大門。從此，超導(dǎo)、超流等新奇的量子效應(yīng)和現(xiàn)象被科學(xué)家們一一揭示，而低溫技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。
然而，隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的低溫技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，實(shí)現(xiàn)絕對零度的目標(biāo)似乎仍然遙不可及，這使得科學(xué)家們對于低溫的追求始終存在一個(gè)界限。其次，低溫技術(shù)中不可或缺的氦元素全球供應(yīng)短缺，這無疑給這一技術(shù)的發(fā)展帶來了巨大的壓力。
最后，傳統(tǒng)的制冷技術(shù)，如壓縮式制冷、吸收式制冷等，雖然在過去的幾十年里為我們的生活帶來了極大的便利，但隨著科技的發(fā)展和環(huán)保需求的提高，這些傳統(tǒng)的制冷技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求。它們不僅能耗高，而且對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。
對此，科學(xué)家們并未停下探索的腳步。他們正在嘗試突破傳統(tǒng)的制冷方式，尋找一種更加高效、環(huán)保的替代方案。近日，這一努力終于取得了突破性的進(jìn)展。
1月11日，《自然》在線刊發(fā)中國科學(xué)院大學(xué)教授蘇剛、中國科學(xué)院理論物理研究所研究員李偉、中國科學(xué)院物理研究所研究員孫培杰、北京航空航天大學(xué)副教授金文濤等團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。通過理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，他們在鈷基三角晶格磁性晶體中首次發(fā)現(xiàn)了量子自旋超固態(tài)存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，將材料通過絕熱去磁可降溫至94毫開，與基于材料微觀模型的多體計(jì)算結(jié)果完美吻合。他們還在超固態(tài)相變點(diǎn)附近發(fā)現(xiàn)巨大的磁制冷效應(yīng)，并將其命名為“自旋超固態(tài)巨磁卡效應(yīng)”。該研究有望為破解我國尖端領(lǐng)域中極低溫制冷氦資源短缺的“卡脖子”難題提供新方案。
科學(xué)家們采用“絕熱去磁致冷”的新機(jī)制是基于量子物理原理，有望成為未來制冷技術(shù)的新方向。與傳統(tǒng)的制冷方式相比，絕熱去磁致冷具有更高的效率，更低的能耗，同時(shí)對環(huán)境的影響也大大降低。
絕熱去磁致冷技術(shù)的原理在于利用特殊材料在磁場變化時(shí)產(chǎn)生的熱量變化來達(dá)到制冷的效果。這種技術(shù)不需要使用氦氣等稀有元素，因此可以有效解決全球氦元素供應(yīng)短缺的問題。同時(shí)，由于其工作原理是基于量子物理，因此可以更加精確地控制溫度，使得制冷效果更加穩(wěn)定。
目前，這一技術(shù)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中得到了驗(yàn)證，并取得了令人滿意的結(jié)果?？茖W(xué)家們表示，雖然這一技術(shù)還需要進(jìn)一步完善和優(yōu)化，但它的出現(xiàn)無疑為制冷技術(shù)的發(fā)展帶來了新的希望。未來，我們有望看到更加高效、環(huán)保的制冷設(shè)備出現(xiàn)在我們的生活中。
此外，絕熱去磁致冷技術(shù)的出現(xiàn)也讓我們看到了科技發(fā)展的無限可能性。它不僅可以幫助我們更好地理解和利用低溫物理現(xiàn)象，同時(shí)也為其他領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供了新的思路和方向。
對于商業(yè)界來說，這一技術(shù)的發(fā)展也意味著新的商業(yè)機(jī)會(huì)。未來，我們可以預(yù)見，采用絕熱去磁致冷技術(shù)的設(shè)備和服務(wù)將會(huì)成為市場的新寵兒。無論是家用空調(diào)、工業(yè)制冷設(shè)備還是醫(yī)療冷凍設(shè)備，都將有機(jī)會(huì)受益于這一技術(shù)的發(fā)展。
然而，我們也必須意識(shí)到，任何技術(shù)的發(fā)展都不是一蹴而就的。為了將絕熱去磁致冷技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生活中，我們還需要克服許多技術(shù)和工程上的挑戰(zhàn)。這需要科學(xué)家、工程師和商業(yè)界的共同努力和合作。
總的來說，絕熱去磁致冷技術(shù)的突破性進(jìn)展為我們提供了一個(gè)新的視角來看待制冷技術(shù)的發(fā)展。雖然我們還有很長的路要走，但這一技術(shù)的發(fā)展無疑為我們的未來帶來了更多的可能性。讓我們期待這一技術(shù)能夠在未來帶給我們更多的驚喜和改變。
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