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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 點擊量：14155
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算結果完美吻合。
【化工儀器網 項目成果】 在人類科技發(fā)展的歷程中，科技的進步一直是推動社會進步的重要動力。從火的發(fā)現(xiàn)到蒸汽機的發(fā)明，從電力的應用到互聯(lián)網的普及，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，我們正處在一個科技飛速發(fā)展的時代，其中低溫技術的應用無疑是一個里程碑。荷蘭萊頓大學教授、諾貝爾獎得主海克·卡末林·昂內斯，他在一個世紀前的偉大發(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、超流等新奇的量子效應和現(xiàn)象被科學家們一一揭示，而低溫技術的應用也日益廣泛。
然而，隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的低溫技術也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，實現(xiàn)絕對零度的目標似乎仍然遙不可及，這使得科學家們對于低溫的追求始終存在一個界限。其次，低溫技術中不可或缺的氦元素全球供應短缺，這無疑給這一技術的發(fā)展帶來了巨大的壓力。
最后，傳統(tǒng)的制冷技術，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)的制冷技術已經無法滿足現(xiàn)代社會的需求。它們不僅能耗高，而且對環(huán)境造成了嚴重的污染。
對此，科學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展。
1月11日，《自然》在線刊發(fā)中國科學院大學教授蘇剛、中國科學院理論物理研究所研究員李偉、中國科學院物理研究所研究員孫培杰、北京航空航天大學副教授金文濤等團隊的最新研究成果。通過理論與實驗緊密結合，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)存在的實驗證據，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算結果完美吻合。他們還在超固態(tài)相變點附近發(fā)現(xiàn)巨大的磁制冷效應，并將其命名為“自旋超固態(tài)巨磁卡效應”。該研究有望為破解我國尖端領域中極低溫制冷氦資源短缺的“卡脖子”難題提供新方案。
科學家們采用“絕熱去磁致冷”的新機制是基于量子物理原理，有望成為未來制冷技術的新方向。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，同時對環(huán)境的影響也大大降低。
絕熱去磁致冷技術的原理在于利用特殊材料在磁場變化時產生的熱量變化來達到制冷的效果。這種技術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短缺的問題。同時，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，這一技術已經在實驗室中得到了驗證，并取得了令人滿意的結果。科學家們表示，雖然這一技術還需要進一步完善和優(yōu)化，但它的出現(xiàn)無疑為制冷技術的發(fā)展帶來了新的希望。未來，我們有望看到更加高效、環(huán)保的制冷設備出現(xiàn)在我們的生活中。
此外，絕熱去磁致冷技術的出現(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，同時也為其他領域的技術創(chuàng)新提供了新的思路和方向。
對于商業(yè)界來說，這一技術的發(fā)展也意味著新的商業(yè)機會。未來，我們可以預見，采用絕熱去磁致冷技術的設備和服務將會成為市場的新寵兒。無論是家用空調、工業(yè)制冷設備還是醫(yī)療冷凍設備，都將有機會受益于這一技術的發(fā)展。
然而，我們也必須意識到，任何技術的發(fā)展都不是一蹴而就的。為了將絕熱去磁致冷技術應用到實際生活中，我們還需要克服許多技術和工程上的挑戰(zhàn)。這需要科學家、工程師和商業(yè)界的共同努力和合作。
總的來說，絕熱去磁致冷技術的突破性進展為我們提供了一個新的視角來看待制冷技術的發(fā)展。雖然我們還有很長的路要走，但這一技術的發(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能夠在未來帶給我們更多的驚喜和改變。
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