Поиск достойной альтернативы компрессионным холодильным установкам, которыми оснащается подавляющее большинство современных бытовых холодильников, начался не одно десятилетие назад. За это время ученые успели предложить много различных вариантов, в чем-то опережающих традиционную технологию, но проигрывающих ей по совокупности параметров.

Магнитокалорический материал нагревается при намагничивании (b); при охлаждении и последующем размагничивании (с) его температура резко падает (d), за счет чего и поддерживается температурный режим внутри холодильника (иллюстрация с сайта Nist.Gov).

Одним из таких вариантов стала перспективная технология магнитного охлаждения. Она широко применяется в науке и промышленности, но распространение бытовых устройств, созданных на ее основе, сдерживают два фактора: для производства (были) необходимы чрезвычайно дорогой металл гадолиний и ядовитый мышьяк. По сообщению специалистов из Национального института стандартов и технологий (США), им удалось разработать подходящий по своим свойствам сплав, в состав которого входят куда более распространенные и безопасные вещества.

Основными компонентами нового сплава стали марганец, железо, фосфор и германий. Как выяснили ученые, магнитокалорические свойства полученного материала позволяют ему конкурировать с компрессионной технологией по эффективности (поясним: под магнитокалорическими свойствами понимается способность вещества изменять температуру при намагничивании или размагничивании во внешнем поле). Исключительно высокие характеристики сплава исследователи объясняют тем, что его кристаллическая структура полностью изменяется при помещении в магнитное поле.

«Если нам удастся понять, как можно управлять этими изменениями, эффективность созданного вещества повысится, — утверждает Цин Хуан (Qing Huang), кристаллограф из Национального института стандартов и технологий. — Пока что мы еще не определились с точным составом сплава; нужно найти способ заставить его намагничиваться равномерно — тогда эффективность станет еще выше».

Отчет ученых опубликован в журнале Physical Review B; его полная версия доступна для скачивания на сайте Arxiv.Org.

Подготовлено по материалам Science Daily.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!