科学家探索有前景的固态冷却材料的冷却行为

美国能源部橡树岭国家实验室领导的研究小组填补了原子级热运动方面的知识空白。这一新认识有望增强材料，推动一种名为固态冷却的新兴技术的发展。研究结果发表在《科学进展》杂志上。

固态冷却是一种环保创新技术，可以高效冷却日常生活中的许多物品，从食物到车辆再到电子产品，无需传统的制冷剂液体和气体或移动部件。该系统通过安静、紧凑和轻便的系统运行，可实现精确的温度控制。

尽管改进材料的发现和更高质量设备的发明已经有助于促进新冷却方法的发展，但对材料增强的更深入了解至关重要。研究小组使用一套中子散射仪器在原子尺度上检查了一种科学家认为是固态冷却最佳候选材料。

这种材料是一种镍钴锰铟磁性形状记忆合金，可以通过升高温度或施加磁场使其发生相变，从而变形并恢复到原来的形状。当受到磁场影响时，该材料会发生磁性和结构相变，在此期间它会吸收和释放热量，这种行为称为磁热效应。

在固态冷却应用中，这种效应可用于提供制冷。该材料的主要特征是其接近无序状态，即所谓的铁性玻璃态，因为它们提供了一种增强材料储存和释放热量能力的方法。

磁振子(又称自旋波)和声子(又称振动)在材料中无序排列的原子中分布的小区域中以同步舞蹈的方式耦合。研究人员发现，这些小区域中的行为模式(在团队详细介绍这项研究的论文中称为局部混合磁振子-声子模式)对材料的热性能具有重要意义

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