中科院金属所突破固态相变制冷难题，全温区材料带来新希望

传统冰箱和空调所采用的气体压缩制冷技术，一直饱受能耗高等问题的困扰。全球科研人员都在积极探寻更优替代方案，固态相变制冷技术便是极具潜力的方向之一。近日，中国科学院金属研究所科研团队取得关键突破，为新一代制冷技术发展带来曙光。 固态相变制冷技术的核心原理，是借助固体材料的特殊性质。当外界施加如磁场、电场或压力等不同 “场” 时，材料内部结构（即 “相”）会发生改变，此过程会吸收或释放热量，进而达成制冷目的。然而，现有的方法存在共同局限，其制冷效应仅在 “相变温度” 附近很小的温度范围内产生（通常约正负 10 开尔文，即正负 10 摄氏度左右）。若要实现大范围温度变化，就需将多个不同相变温度的材料组合成多级制冷装置，这给科研人员带来了巨大挑战。

近日，中科院金属研究所科研团队有了重大发现。他们在六氟磷酸钾（KPF6）这种无机塑晶材料中，首次观测到 “全温区压卡效应”。通过施加压力，KPF6 能在从室温（约 25℃）直至液氮（ -196℃）、液氢（ -253℃）甚至液氦（ -269℃）的极低温区都实现制冷效应，它是目前为止唯一的全温区固态相变制冷材料。

KPF6 材料在室温常压下呈现面心立方结构，其内部的 PF6 分子团可自由随机旋转。当温度降低或压力增大时，它会历经两次结构变化（相变），转变为不同的单斜结构。正是这些相变过程，引发了强大的吸热或放热效应。

北京时间 8 月 20 日，该研究成果发表于《自然 - 通讯》，为开发新一代高效、环保的全固态制冷技术提供了重要支撑。 中科院金属研究所的这一突破，为解决传统制冷技术的难题提供了新途径。全温区固态相变制冷材料的发现，有望推动制冷技术朝着更高效、环保的方向发展，未来在制冷领域或能发挥重要作用，带来新的变革。