戍天九思：发现全球首个全温区制冷材料：制冷技术革命...

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　　据8月22日《科技日报》报道，中科院金属研究所科研人员，发现了一种名为六氟磷酸钾的新型制冷材料。它能在从室温到接近绝对零度的温度区间实现制冷效果，是迄今唯一的全温区固态相变制冷材料。相关研究成果20日在线发表于《自然·通讯》杂志。

　　传统制冷材料存在问题和新材料的突破

　　当前，冰箱和空调普遍采用气体压缩机制冷技术，不仅能耗较高、温度波动大、舒适度差，还存在噪声很大和有害气体排放的风险。

　　此前发现的固态制冷材料都有一个共同缺陷，只能小范围调节温度——通常只有约±10°C。如果要实现大范围调节温度，必须将多种制冷材料进行复杂拼接，这极大限制了其实际应用。

　　比如，超导量子制备需要三级接力制冷，才能达到接近绝对零度，非常复杂、成本很高。一个需要工作在10 mK的超导量子比特制冷链为：室温 （300 K） → 液氮 （77 K） → 液氦 （4.2 K） → [稀释制冷机] → 超导温度 （< 100 mK）。

　　中科院科研人员在六氟磷酸钾实验中首次观测到“全温区压卡效应”。实验表明，通过施加250兆帕压力（相当于海底2500米水压），这种材料可以在室温（约25℃）至液氮（-196℃）、液氢（-253℃）甚至液氦（-269℃）的宽温区持续实现制冷，横跨近300℃温差！

　　▲本项研究成果的科普动画截图。中国科学院金属研究所 供图

　　论文通讯作者、中科院金属研究所研究员李昺说：“这种材料通过内部结构变化实现吸热放热，是固态制冷剂，不涉及气体排放。这一发现为开发新一代高效、环保的全固态制冷技术打开了全新的大门，未来有望彻底革新冰箱等制冷设备的设计理念。”

　　发现六氟磷酸钾制冷特性将带来制冷技术革命

　　发现六氟磷酸钾制冷特性，有望解决百年制冷难题。

　　一是家用电器革新。未来的冰箱、空调可能不再需要压缩机，主机可以做得非常轻薄甚至柔性化，比如像一幅画一样贴在墙上，同时更加节能静音。

　　二是尖端科研与工业赋能。为超导技术（如MRI、磁悬浮）、量子计算（极低温环境是量子比特稳定性的基础）、可控核聚变（托卡马克装置中的超导磁体需要极低温）、深空探测（太空低温环境下的可靠冷却）等领域提供更高效、紧凑、可靠的极低温冷却解决方案。以往这些领域往往依赖液氦等昂贵且获取不便的冷却介质，设备复杂庞大。

　　三是医疗与冷链的改善。医疗低温冷藏设备（如保存疫苗、血液、生物样本的超低温冰柜）有望变得更加小巧、节能和低成本，便于普及。

　　四是解决电子设备散热问题。未来或可为高性能芯片提供微型化、高效率的冷却方案，解决电子设备发热瓶颈。

　　总之，科学家和工程师们预计，从实验室走向产业化，可能还需要5-10年甚至更长时间的努力。需要解决压力施加与系统集成、材料规模化制备与成本、长期稳定性与循环寿命、热交换效率等一系列问题。