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原標題：美科學(xué)家預(yù)測磁鐵可作無線制冷器 科技日報訊（記者常麗君）或許有一天,，你家的冰箱可以用磁鐵來作“制冷劑”。美國麻省理工學(xué)院（MIT）科學(xué)家近日發(fā)展了熱電學(xué)中描述電子傳輸?shù)姆匠?，用于描述磁振子傳輸,，發(fā)現(xiàn)如果處在有差異的磁場中，磁振子可能會從磁鐵一端運動到另一端,，帶走熱量而產(chǎn)生制冷效果,。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《物理評論快報》上,。 在鐵磁體中，本地磁矩能夠旋轉(zhuǎn)并以不同方向排列,。在絕對零度時,，磁矩排列使磁體產(chǎn)生的磁力最強；隨著溫度上升,，更多磁矩自旋變得更不同步,，磁力會變?nèi)酢６耪褡泳褪请S著這種溫度升高而產(chǎn)生的,。磁振子是磁鐵中的一種準粒子,，是磁矩共同旋轉(zhuǎn)形成的，也叫“自旋子”,。 磁振子很像電子,。電子能同時攜帶電荷并導(dǎo)熱，能在電場或溫差作用下運動,，這種現(xiàn)象即熱電效應(yīng),。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月29日（北京時間）報道，科學(xué)家一直在研究熱電效應(yīng),，如熱電發(fā)電機把熱直接轉(zhuǎn)化為電,，或不用任何運動部件來制冷。磁振子也能在兩種力的作用下運動：溫差和磁場,。研究人員發(fā)展了熱電學(xué)中描述電子傳輸?shù)牟柶澛鼈鬏敺匠?，?jīng)推導(dǎo)后得到了兩個新方程來描述磁振子傳輸。他們能用新方程預(yù)測磁振子制冷效應(yīng),，類似于熱電制冷效應(yīng),。當(dāng)磁振子處在有差異的磁場中，會攜帶熱量從磁體一端移動到另一端,。 他們用普通的磁絕緣體構(gòu)建了模型,，從以往資料中收集了這種材料的數(shù)據(jù)輸入新模型中，發(fā)現(xiàn)存在一個溫和的磁場梯度時,，它能產(chǎn)生較小的制冷效應(yīng),；而在低溫情況下，制冷效應(yīng)更明顯,。 “你能把熱量從一邊吸到另一邊,，從本質(zhì)上說，就能把磁鐵用作制冷器,?！盡IT機械工程系研究生廖柏林（音譯）說，“你可以想象一種無線制冷,，給放在一兩米外的一塊磁鐵,，或你的便攜電腦施加磁場,，就能給它降溫?！卑凑账麄兊睦碚?，這種磁致冷冰箱無需任何會動的部件，不像傳統(tǒng)冰箱那樣,，要用一根管子不斷地泵液體才能保持低溫,。 MIT機械工程系主任陳剛認為，最先應(yīng)用磁振子制冷效應(yīng)的,，可能是那些需要在極低溫度下無線制冷的研究,。“就目前來說,，可能的應(yīng)用是在低溫領(lǐng)域,，比如給紅外探測儀制冷。但我們還需要通過實驗來證明這一理論,，并尋找更好的材料,。我們希望這能促進新的實驗?！?/p> 德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校機械工程教授史麗（音譯）說,，該研究小組發(fā)現(xiàn)的磁制冷效應(yīng)是“一種研究自旋與熱量結(jié)合的非常有用的理論框架，可能刺激出一些新想法,，比如在固體制冷器系統(tǒng)中,，用磁振子做工作‘液’?！?/p> 總編輯圈點 與電視機相比,，冰箱和空調(diào)都算是老古董了。電視機換代頻繁,，新概念迭出,，主要得益于相關(guān)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并搭上了信息產(chǎn)業(yè)變革的快車,。而冰箱在近兩個世紀中，完成的只是制冷劑的幾次變換,，還帶來了臭氧層破壞的問題,。究其原因，家用制冷領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)相對單薄,，沒能分享到新產(chǎn)業(yè)革命和快消品行業(yè)的好處,。本理論提出了制冷領(lǐng)域的發(fā)展方向，但怎么做,、做什么的問題仍有待解決,，恐怕還要仰仗新材料和新能源等關(guān)聯(lián)技術(shù)的突破,。 |
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