【中國制冷網(wǎng)】時(shí)至今日,家用制冷設備仍然廣泛采用傳統氣體壓縮制冷,并通過(guò)氟利昂等作為熱交換介質(zhì)。但由于在強烈紫外線(xiàn)的作用下,氟利昂解釋放出的氯原子會(huì )不斷破壞大氣中的臭氧分子,數百年驅之不散,進(jìn)而引發(fā)q*溫室效應,因此這種制冷介質(zhì)正在被逐步淘汰。而其替代工質(zhì)氫氟烴也將依據蒙特利爾議定書(shū),于2028年全面禁用。在余下不多的時(shí)間里,誰(shuí)將以綠色環(huán)保的特質(zhì)成為下一代家用制冷設備的替代者?
對于這一問(wèn)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(shí)現制冷,這種利用磁熱效應的新型制冷方式無(wú)需額外的制冷劑,完全是變革性的技術(shù)創(chuàng )新,被認為是新一代綠色環(huán)保的制冷方式。2014年,美國能源部已將磁制冷列為未來(lái)可替代壓縮制冷技術(shù)的s*選技術(shù)之一。
未來(lái)技術(shù)?是的,磁制冷雖然優(yōu)勢明顯,但真正走向實(shí)用化,在材料、器件和系統各方面仍面臨諸多挑戰,實(shí)現起來(lái)十分困難。“我的工作就是實(shí)現磁制冷的廣泛應用。”沈俊說(shuō)。
在很多人眼中,沈俊命中注定就和磁制冷有著(zhù)不解之緣。讀研究生時(shí)才開(kāi)始接觸低溫制冷的沈俊,很快就發(fā)現了國際上z*低溫度、大磁熵變鐵磁磁制冷材料,填補了這一溫區的國際空白,并被國際同行認為是“z*佳的磁熱效應體系”。隨后,她又發(fā)現了磁性材料的磁滯損失及其調控機制,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。
通過(guò)研發(fā)新方法、新構造和新設備,沈俊團隊在磁制冷的高性能材料、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)驗驗證等方面開(kāi)展了從基礎到應用的全鏈條研究,繼而向成果轉化再進(jìn)一步。“這里的每臺磁制冷樣機都是我們自己制造的。”走在實(shí)驗室的廊道里,沈俊一個(gè)接一個(gè)驕傲地展示著(zhù)她團隊的研發(fā)成果。七間實(shí)驗室內布滿(mǎn)了外人難以看出門(mén)道的、冷冰冰的儀器和設備,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(shí)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。沈俊團隊研發(fā)的磁制冷樣機不僅申請到了國際專(zhuān)利,甚至還被美國航天公司采用。與國內企業(yè)合作實(shí)現的成果轉化,也應用在科研和工業(yè)級產(chǎn)品中,并在短短幾年內實(shí)現了數億元的產(chǎn)值。
科研人員、博士生導師、企業(yè)管理者、兩個(gè)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(xiàn)條的”,沈俊的一頭長(cháng)發(fā)灑落在肩上,微翹著(zhù)臉龐說(shuō)著(zhù)。在沈俊辦公室的玻璃窗前,郁郁蔥蔥地生長(cháng)著(zhù)一排多肉植物,獎牌陳列柜z*左側則放置了三臺不同樣式的咖啡機和咖啡膠囊,沙發(fā)對面被兩張并不規則的中式圈椅占據……這些工作和生活中的細節,恰恰是她內心穩健沉著(zhù)的真實(shí)寫(xiě)照。
對于一名女生當初選擇工科專(zhuān)業(yè),沈俊直言不諱地笑著(zhù)說(shuō),是父母“逼得”。轉回頭,她又繼續補充道,現在自己早已真正愛(ài)上了低溫制冷這個(gè)領(lǐng)域,尤其是當自己的成果被不斷肯定,更多的成果走向實(shí)用,甚至自己在懷孕時(shí)做實(shí)驗也會(huì )感到樂(lè )此不疲。端起一杯咖啡,沈俊微笑著(zhù)說(shuō)道,“做科研就像喝一杯苦咖啡,開(kāi)始喝時(shí)覺(jué)得苦澀,慢慢苦盡甘來(lái),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(lái)技術(shù)學(xué)院的崗位教授,在北京雁棲湖校區開(kāi)設了低溫制冷課程,為培養未來(lái)人才忙碌起來(lái)。至于自己不斷前行的動(dòng)力和目標,“只有一個(gè),”她說(shuō),“做出世界第一臺磁制冷實(shí)用冰箱。”
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