นักวิจัยในประเทศจีนได้แสดงให้เห็นว่าการใช้ความเครียดกับวัสดุผสมโดยใช้สนามไฟฟ้าทำให้เกิดผลแคลอรีที่ใหญ่และผันกลับได้ วิธีใหม่ในการเพิ่มเอฟเฟกต์แคลอรี่โดยไม่มีสนามแม่เหล็กสามารถเปิดช่องทางใหม่ของการทำความเย็นแบบโซลิดสเตต และนำไปสู่การประหยัดพลังงานและตู้เย็นที่เบาขึ้นประมาณการว่า20%ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้ทั่วโลกถูกใช้ไปกับการทำความเย็นแบบอัดไอ
ซึ่งเป็นเทคโนโลยี
ที่ใช้ในตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศทั่วไป ยิ่งไปกว่านั้น สารทำความเย็นที่ใช้ในระบบเหล่านี้ยังเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลังซึ่งมีส่วนสำคัญต่อภาวะโลกร้อน เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์พยายามพัฒนาระบบทำความเย็นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ระบบทำความเย็นยังสามารถทำจากระบบโซลิดสเตต
โดยสมบูรณ์ แต่ปัจจุบันไม่สามารถแข่งขันกับการบีบอัดไอสำหรับการใช้งานหลักส่วนใหญ่ได้ ปัจจุบัน ระบบทำความเย็นโซลิดสเตตเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้เอฟเฟกต์ Peltier ซึ่งเป็นกระบวนการเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีต้นทุนสูงและมีประสิทธิภาพต่ำ เขตข้อมูลภายนอกระบบทำความเย็นแบบโซลิดสเตต
ที่ใช้วัสดุให้ความร้อนมีทั้งประสิทธิภาพการทำความเย็นสูงและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ และกำลังกลายเป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มจะเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีการบีบอัดไอระเหย ระบบเหล่านี้ใช้วัสดุที่เป็นของแข็งเป็นสารทำความเย็น ซึ่งเมื่อสัมผัสกับสนามภายนอก (ไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก ความเครียด
หรือความดัน) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า แคลอรีเอฟเฟกต์
จนถึงตอนนี้ การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับระบบทำความเย็นด้วยความร้อนแบบโซลิดสเตตได้มุ่งเน้นไปที่สารทำความเย็นแบบแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม สารทำความเย็นที่ใช้งานได้จริงต้องแสดงผลแคลอริก
อย่างมีนัยสำคัญใกล้กับอุณหภูมิห้อง และโดยทั่วไปแล้ววัสดุดังกล่าวหาได้ยาก วัสดุที่มีศักยภาพอย่างหนึ่งคือ Mn 3 SnC ซึ่งแสดงผลความร้อนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่มากกว่า 2 T แต่การใช้สนามแม่เหล็กสูงเช่นนี้จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กราคาแพงและขนาดใหญ่ ซึ่งไม่สามารถ
ใช้งานได้จริง
ตอนนี้ ได้ขจัดความจำเป็นในการใช้แม่เหล็กโดยการรวมชั้น Mn 3 SnC เข้ากับชั้นเพียโซอิเล็กทริกของตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต ( PZT).กำจัดแม่เหล็กในชุดการทดลองที่อธิบายไว้ทีมงานได้สังเกตผลกระทบของความร้อนที่ผันกลับได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็ก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบ
อะเดียแบติกทำได้ประมาณสองเท่าที่วัดได้สำหรับ Mn 3 SnC ต่อหน้าสนามแม่เหล็ก 3 Tผลกระทบของความร้อนถูกสังเกตโดยการใช้สนามไฟฟ้ากับวัสดุ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดใน PZT ผ่านทางผลย้อนกลับของเพียโซอิเล็กทริก ความเครียดถูกถ่ายโอนจากชั้น PZT ไปยังชั้น Mn 3 SnC
ซึ่งส่งผลให้ลำดับแม่เหล็กของ Mn 3 SnC เปลี่ยนไป ทำให้วัสดุมีอุณหภูมิลดลงถึง 0.57 K เมื่อเอาสนามไฟฟ้าออก อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามค่าเดิม ว่าเขาได้แนวคิดนี้มาจากระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก (MEMS) ซึ่งมักจะใช้วัสดุเพียโซอิเล็กทริกในการกระตุ้น จากข้อมูลของ Wu การใช้ความเครียดที่อาศัย
สนามไฟฟ้าสามารถช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้แม่เหล็กขนาดใหญ่และมีราคาแพง ทำให้ระบบทำความเย็นมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น การวัดที่ท้าทายผลกระทบของความร้อนวัดได้โดยการประมาณค่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแบบอะเดียแบติกหรือการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปี
ในการประเมินความแม่นยำของระบบการวัด นักวิจัยได้ทำการวัดผลกระทบจากสนามแม่เหล็กหลายครั้งในช่วงอุณหภูมิ 275–290 เค พวกเขาสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ถึง 0.03 เค ดังนั้นการตรวจสอบความจุอุณหภูมิที่มีความละเอียดสูงของระบบ
เชื่อว่าการทำงานของทีมเป็นความก้าวหน้าในการวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยตรง เนื่องจากความท้าทายในการวัดอุณหภูมิแบบอะเดียแบติกในขณะที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากับ PZT เขากล่าวเสริมว่า “วิธีการวัดอุณหภูมิแบบนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระบายความร้อนอื่นๆ”
อย่างไรก็ตาม
เน้นว่า “ระบบนี้ไม่ได้เป็นอะเดียแบติกอย่างสมบูรณ์ อาจทำให้สูญเสียความร้อนได้ ดังนั้นการวัดความร้อนจึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติม”น่าสนใจและอธิบายไม่ได้ทีมงานยังได้สังเกตปรากฏการณ์บางอย่างที่น่าสนใจและคาดไม่ถึงระหว่างการวัดอุณหภูมิ “ไม่ว่าจะใช้สนามไฟฟ้าบวกหรือลบ
อุณหภูมิพื้นผิวของ Mn 3 SnC จะลดลงเสมอ” Wu กล่าว นักวิจัยยังพบว่าการใช้สนามแม่เหล็กกับวัสดุประกอบ อุณหภูมิพื้นผิวของ Mn 3 SnC จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่การใช้สนามไฟฟ้าจะส่งผลตรงกันข้ามและทำให้อุณหภูมิลดลง Wu กล่าวว่าทีมงานยังไม่เข้าใจข้อสังเกตเหล่านี้
ขณะนี้นักวิจัยมีเป้าหมายเพื่อศึกษาฟิสิกส์พื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังพฤติกรรมที่ตัดกันของ Mn 3 SnC/PZT ภายใต้สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เพื่อปรับปรุงระบบการวัดอุณหภูมิให้ดียิ่งขึ้น พวกเขายังพยายามแก้ปัญหาการสูญเสียความร้อนด้วยของอุณหภูมิความร้อน ทั้งในอุตสาหกรรมและการวิจัย
ทัศนคตินี้จุดชนวนให้เกิดโปรเจกต์ภาพยนตร์แนววิทยาศาสตร์ที่เป็นต้นฉบับอย่างสูงของเรย์ ซึ่งถ่ายทำโดยฮอลลีวูดในปี พ.ศ. 2510 เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2507 จากจดหมายที่เรย์เขียนถึงคลาร์กที่บ้านของเขาในศรีลังกา โดยขอให้เขาปรารถนาดีต่อวิทยาศาสตร์โกลกาตา คลาร์กตอบแสดงความชื่นชมในภาพยนตร์
ในการตรวจวัด Wu และเพื่อนร่วมงานใช้ระบบที่ติดตั้งหัววัดเทอร์โมคัปเปิลที่ติดอยู่กับพื้นผิว Mn 3 SnC ในสภาพแวดล้อมแบบอะเดียแบติกที่มีสนามแม่เหล็กและอุณหภูมิที่ควบคุมอย่างแม่นยำ ของเรย์และการติดต่อที่พัฒนาขึ้น ซึ่งนำไปสู่การพูดคุยกันในลอนดอนหลังจากชมสแตนลีย์ คูบริก ผู้ร่วมงานของคลาร์ก ผู้ซึ่งนับถือเรย์ กำกับ2001: เรย์สรุปแนวคิดของเขาสำหรับโปรเจ็กต์นี้
แนะนำ 666slotclub / hob66
