近日在線出版的《科學(xué)》（Science）雜志,介紹了中國南開大學(xué)與美國得克薩斯州立大學(xué)達(dá)拉斯分校的聯(lián)合科研成果：柔性制冷新策略——“扭熱制冷”。這種新型制冷技術(shù),為制冷領(lǐng)域擴(kuò)充了一個(gè)新的板塊,這將為降低制冷領(lǐng)域能源損耗提供一種新的途徑。

　　這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)來自南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、藥學(xué)院、功能高分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉遵峰教授團(tuán)隊(duì)與美國得克薩斯州立大學(xué)達(dá)拉斯分校教授、南開大學(xué)楊石先講座教授雷·鮑曼（Ray H.Baughman）團(tuán)隊(duì)的合作研究。劉遵峰、雷·鮑曼為論文共同通訊作者,南開大學(xué)為論文第一單位。

　　他們發(fā)現(xiàn),改變纖維內(nèi)部的捻度可以實(shí)現(xiàn)降溫。由于制冷效率更高、體積更小且適用于天然橡膠、釣魚線以及鎳鈦合金等多種普通材料,基于這種方法制成的“扭熱冰箱”也變得前景可期。

　　根據(jù)國際制冷研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前世界上使用空調(diào)和冰箱制冷消耗的電能約占全球電能損耗的20%。如今被廣泛應(yīng)用的空氣壓縮原理制冷,其卡諾效率一般低于60%。傳統(tǒng)的冰箱在制冷過程釋放出的氣體正在加劇地球變暖。隨著人類對制冷需求的增加,探索新型制冷理論和方案,進(jìn)一步提高制冷效率,降低成本并減小制冷設(shè)備的尺寸,成為當(dāng)務(wù)之急。

　　橡皮筋拉伸會(huì)發(fā)熱,縮回后溫度會(huì)降低,這種現(xiàn)象叫“彈熱制冷”。其他固態(tài)制冷技術(shù)還包括電熱制冷、磁熱制冷以及鎳鈦合金形狀記憶材料等新型方案。但是,這些制冷技術(shù)的卡諾效率均未超過空氣壓縮制冷技術(shù)。

　　通過“扭熱制冷”技術(shù),人們只需要解捻就可以使卡諾效率達(dá)到67%。這意味著,通過使用橡膠、釣魚線等普通材料進(jìn)行制冷,有望獲得更高卡諾效率,從而節(jié)省更多電能,降低制冷成本。

　　“有趣的是,我們發(fā)現(xiàn),‘扭熱制冷’方案也適用于釣魚線、紡織線。之前,人們并沒有意識(shí)到這些普通的材料可以用來進(jìn)行制冷�！眲⒆穹逭f。研究人員還發(fā)現(xiàn),將“扭熱制冷”技術(shù)應(yīng)用于強(qiáng)度更大、傳熱更快的鎳鈦形狀記憶合金時(shí),制冷效果更佳,且只需要加入較低的捻度,就會(huì)獲得比較大的降溫。

　　“這些初步的發(fā)現(xiàn),距離‘扭熱冰箱’的商業(yè)化依然有很長的路要走,也存在很多機(jī)遇與挑戰(zhàn)”,雷·鮑曼說,“這些挑戰(zhàn)包括開發(fā)新型的器件與材料以提高循環(huán)使用壽命,合理利用輸入功以提高效率。潛在的機(jī)遇包括,除使用商業(yè)化的現(xiàn)有材料,進(jìn)一步優(yōu)化‘扭熱制冷’材料,獲得最佳性能�！�

　　據(jù)了解,清華大學(xué)、武漢大學(xué)、佐治亞南方大學(xué)、清華大學(xué)深圳國際研究生院、林德科（美國）研究中心、巴西坎皮納斯州立大學(xué)、天津理工大學(xué)、遼寧科技大學(xué)、中國藥科大學(xué)等單位參與了此項(xiàng)研究。