【中國制冷網(wǎng)】時至今日,家用制冷設(shè)備仍然廣泛采用傳統(tǒng)氣體壓縮制冷,并通過氟利昂等作為熱交換介質(zhì)。但由于在強(qiáng)烈紫外線的作用下,氟利昂解釋放出的氯原子會不斷破壞大氣中的臭氧分子,數(shù)百年驅(qū)之不散,進(jìn)而引發(fā)q*溫室效應(yīng),因此這種制冷介質(zhì)正在被逐步淘汰。而其替代工質(zhì)氫氟烴也將依據(jù)蒙特利爾議定書,于2028年全面禁用。在余下不多的時間里,誰將以綠色環(huán)保的特質(zhì)成為下一代家用制冷設(shè)備的替代者?
對于這一問題,第十四屆“中國青年女科學(xué)家獎”獲獎?wù)?,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所沈俊研究員給出了答案:z*優(yōu)解決方案很可能就是新一代的固體介質(zhì)制冷技術(shù)——磁制冷。磁制冷是利用固體磁性材料的磁化放熱和退磁吸熱實現(xiàn)制冷,這種利用磁熱效應(yīng)的新型制冷方式無需額外的制冷劑,完全是變革性的技術(shù)創(chuàng)新,被認(rèn)為是新一代綠色環(huán)保的制冷方式。2014年,美國能源部已將磁制冷列為未來可替代壓縮制冷技術(shù)的s*選技術(shù)之一。
未來技術(shù)?是的,磁制冷雖然優(yōu)勢明顯,但真正走向?qū)嵱没?,在材料、器件和系統(tǒng)各方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),實現(xiàn)起來十分困難。“我的工作就是實現(xiàn)磁制冷的廣泛應(yīng)用。”沈俊說。
在很多人眼中,沈俊命中注定就和磁制冷有著不解之緣。讀研究生時才開始接觸低溫制冷的沈俊,很快就發(fā)現(xiàn)了國際上z*低溫度、大磁熵變鐵磁磁制冷材料,填補(bǔ)了這一溫區(qū)的國際空白,并被國際同行認(rèn)為是“z*佳的磁熱效應(yīng)體系”。隨后,她又發(fā)現(xiàn)了磁性材料的磁滯損失及其調(diào)控機(jī)制,大幅提高了磁性材料的制冷性能。在找到了具有潛力的磁制冷材料之后,她還創(chuàng)新性地提出了復(fù)合式磁制冷新方法,并成功研制出了處于國際領(lǐng)先水平的小型室溫磁制冷機(jī)。
通過研發(fā)新方法、新構(gòu)造和新設(shè)備,沈俊團(tuán)隊在磁制冷的高性能材料、關(guān)鍵技術(shù)和實驗驗證等方面開展了從基礎(chǔ)到應(yīng)用的全鏈條研究,繼而向成果轉(zhuǎn)化再進(jìn)一步。“這里的每臺磁制冷樣機(jī)都是我們自己制造的。”走在實驗室的廊道里,沈俊一個接一個驕傲地展示著她團(tuán)隊的研發(fā)成果。七間實驗室內(nèi)布滿了外人難以看出門道的、冷冰冰的儀器和設(shè)備,而在沈俊眼里,這些陪伴她多年的“老伙計”就是她工作中的z*佳搭檔。
創(chuàng)新,將中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所的這間實驗室從磁制冷的跟跑者、推向了并跑者,甚至領(lǐng)跑者的角色。沈俊團(tuán)隊研發(fā)的磁制冷樣機(jī)不僅申請到了國際專利,甚至還被美國航天公司采用。與國內(nèi)企業(yè)合作實現(xiàn)的成果轉(zhuǎn)化,也應(yīng)用在科研和工業(yè)級產(chǎn)品中,并在短短幾年內(nèi)實現(xiàn)了數(shù)億元的產(chǎn)值。
科研人員、博士生導(dǎo)師、企業(yè)管理者、兩個孩子的母親,沈俊的身份似乎多了一些。但從她身上你卻幾乎感受不到壓抑的緊迫感。“生活中,我是比較粗線條的”,沈俊的一頭長發(fā)灑落在肩上,微翹著臉龐說著。在沈俊辦公室的玻璃窗前,郁郁蔥蔥地生長著一排多肉植物,獎牌陳列柜z*左側(cè)則放置了三臺不同樣式的咖啡機(jī)和咖啡膠囊,沙發(fā)對面被兩張并不規(guī)則的中式圈椅占據(jù)……這些工作和生活中的細(xì)節(jié),恰恰是她內(nèi)心穩(wěn)健沉著的真實寫照。
對于一名女生當(dāng)初選擇工科專業(yè),沈俊直言不諱地笑著說,是父母“逼得”。轉(zhuǎn)回頭,她又繼續(xù)補(bǔ)充道,現(xiàn)在自己早已真正愛上了低溫制冷這個領(lǐng)域,尤其是當(dāng)自己的成果被不斷肯定,更多的成果走向?qū)嵱茫踔磷约涸趹言袝r做實驗也會感到樂此不疲。端起一杯咖啡,沈俊微笑著說道,“做科研就像喝一杯苦咖啡,開始喝時覺得苦澀,慢慢苦盡甘來,z*后品嘗到成果的甘甜。
忙碌之余,沈俊作為中國科學(xué)院大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院的崗位教授,在北京雁棲湖校區(qū)開設(shè)了低溫制冷課程,為培養(yǎng)未來人才忙碌起來。至于自己不斷前行的動力和目標(biāo),“只有一個,”她說,“做出世界第一臺磁制冷實用冰箱。”
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