Магнитное охлаждение – новая перспективная технология с рядом преимуществ: от меньших затрат энергии до отсутствия необходимости использовать опасные жидкости. Все это вместе делает его гораздо более дружелюбным к окружающей среде, чем привычный для нас сегодня принцип охлаждения вследствие сжатия жидкостей.

В основе одной из новых попыток воплотить магнитное охлаждение, разработанной командой ученых из Канады и Болгарии, лежат твердые магнитные субстанции – магнетокалорические материалы – которые действуют подобно хладагенту в миниатюрных магнитных холодильниках. В соответствии с описанием ученых в “Applied Physics Letters” от AIP Publishing, эти материалы имеют ключевое значение для разработки “зеленой” технологии охлаждения, чью эффективность можно будет регулировать в соответствии с создаваемым магнетокалорическим эффектом.

Магнетокалорический эффект – это “температурный ответ магнитного материала на изменения во внешнем магнитном поле, который проявляется в изменении его температуры”, объясняет Мохамед Балли (Mohamed Balli), исследователь в отделе физики в Университете Шербрук, Квебек, Канада.

Например, известно, что ферромагнитные материалы нагреваются, когда их намагничивают, и охлаждаются, когда магнитное поле исчезает.

“В присутствии магнитного поля ферромагнитные материалы приобретают большую упорядоченность. Атомная решетка при этом приходит в определенный беспорядок, что в результате дает большую температуру материала, – говорит Балло. – И наоборот, отсутствие магнитного поля означает, что атомная решетка более упорядочена, поэтому имеем снижение температуры. Магнитное охлаждение работает в основном на отъеме созданной энергии холода сквозь теплоноситель, например, воду”.

Сначала исследователи намеревались измерить стандартный магнетокалорический эффект в мультиферроике HoMn2O5, поскольку этот материал ведет себя как изоляционный и предупреждает потери энергии, связанные с электрическим током, проходящим сквозь него во время изменений магнитного поля.

Однако, к своему удивлению, они обнаружили, что огромный магнетокалорический эффекта можно достичь простым вращением кристалла HoMn2O5 в постоянном магнитном поле – и для этого не надо его вводить и выводить из области магнитного поля (в отличие от материалов, которые имеют стандартный магнетокалорический эффект).

Это открытие стало важным шагом к созданию технологии магнитного охлаждения и скорее всего в результате даст импульс к созданию эффективных и экологичных систем охлаждения как для домашнего употребления, так и для промышленного. “Использование вращающегося магнетокалорического эффекта означает, что можно сильно уменьшить количество энергии, которая поглощается охлаждающим устройством, – говорит Балло. – Кроме того, это открывает двери к созданию упрощенных, эффективных и компактных систем магнитного охлаждения в будущем”.

Команда планирует исследовать возможности улучшения вращающегося магнетокалорического эффекта в кристаллах HoMn2O5 и связанных материалах.


Страдаете от зубной боли и нуждаетесь в помощи опытного врача-стоматолога? Перечень стоматологий на новослободской, доступный по адресу timetovisit.ru/search/doctors/novoslobodskaya, поможет получить квалифицированную помощь в кратчайшие сроки. Будьте здоровы!