记者20日从中国科学院金属研究所获悉，该所李昺研究员团队最近在制冷材料领域取得一项重大突破——在一种名为六氟磷酸钾的无机塑晶材料中，首次观察到“全温区压卡效应”，六氟磷酸钾由此成为全球发现的首个全域制冷材料。

中新社报道，通过施加压力，六氟磷酸钾能在室温（约25°C）到液氮（-196°C）、液氢（-253°C）甚至液氦（-269°C）的宽温区实现制冷效应，这是迄今为止发现的唯一的全温区固态相变制冷材料，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。

本项研究成果的科普动画截图。（图片来源：中国科学院金属研究所供中新社）

这项材料发现研究的重要成果论文，在最新一期国际学术期刊《自然-通讯》上线发表。

论文共同通讯作者李昺表示，六氟磷酸钾材料在室温常压下是一种面心立方结构，其内部的六氟磷酸分子团可自由随机旋转。当温度降低时，它会经历两次内部结构变化（相变），转变为不同的单斜结构。对这些结构施加压力，均会转变为另外一种菱方结构，正是这些相变过程导致强大的吸热或放热效应。

研究团队介绍，传统的冰箱和空调使用的气体压缩制冷技术存在能耗高、可能排放有害气体等问题。全球的科学家和工程师都在努力寻找更优的替代方案，固态相变制冷技术就是一种前景广阔的解决方案，其核心是利用固体材料的一种特性：当外界施加不同的“场”（如磁场、电场或压力）时，材料的内部结构会发生变化，这个过程会吸收或释放热量，从而实现制冷。

固态相变制冷技术主要包括分别用磁场、电场、机械应力、压力控制相变的磁卡、电卡、弹卡、压卡效应。不过，这些方法都有一个共同的局限，即它们的制冷效应只发生在其“相变温度”附近一个很小的温度范围内。

研究团队指出，为实现大范围温度变化，必须把许多个不同相变温度的材料像“串糖葫芦”一样组合起来，做成多级制冷装置，这就带来很大难题。本项研究发现的全域制冷材料六氟磷酸钾，则找到了破解难题的“钥匙”。

（编辑：文耕）