15.05.2009
1. Metamagnetism Seeded by Nanostructural Features of Single-Crystalline Gd5Si2Ge2 (p NA).
James D. Moore, Kelly Morrison, Garry K. Perkins, Deborah L. Schlagel, Thomas A. Lograsso, Karl A. Gschneidner Jr., Vitalij K. Pecharsky, Lesley F. Cohen. Advanced Materials, Published Online: May 14 2009
2. Capturing first- and second-order behavior in magnetocaloric CoMnSi0.92Ge0.08, K. Morrison, J. D. Moore, K. G. Sandeman, A. D. Caplin, and L. F. Cohen. Phys. Rev. B 79, 134408 (2009), 6 April 2009.
О холодильниках будущего – магнитных – известно давно, и в разных странах выделяются немалые средства на разработку прототипов, которые однажды заменят привычные нам газо-компрессионные агрегаты. Современные кондиционеры воздуха и холодильные установки потребляют огромное количество энергии, только в США в летние месяцы затрачивается половина ежегодных запасов.
Магнитные системы охлаждения работают при воздействии магнитного поля на магнитные материалы (из металлических сплавов), в результате чего они нагреваются благодаря появлению магнитокалорического эффекта. Этот избыток тепла удаляется из системы с помощью воды, что приводит к охлаждению вещества до первоначальной температуры. Когда магнитное поле выключается, материал охлаждается еще сильнее. Это свойство ученые и собираются использовать. Они пытаются создать такие магнитные материалы, при использовании которых магнитные холодильники будут резко нагреваться и охлаждаться при наложении и выключении магнитного поля, не теряя эффективности при ежедневной работе.
Ученые сделали еще один шаг на пути к заветной цели – созданию холодильных устройств, которые будут потреблять на 20-30% меньше энергии, чем самые лучшие современные холодильные системы, в отличие от которых они не будут использовать разрушающие озон химические соединения. Свидетельство тому – две работы, опубликованные в «Physical Review B» и «Advanced Materials».
Новое исследование ученых из Лондонского Королевского Колледжа, которое в Великобритании финансирует EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council) показывает, что кристаллическая микроструктура различных сплавов оказывает непосредственное влияние на эффективность работы магнитных холодильников. Команда исследователей под руководством Джеймса Мура (James Moore) изучала свойства различных магнитных образцов (в частности, Gd5Si2Ge2 и CoMnSi0.92Ge0.08) на микроскопическом уровне при намагничивании и размагничивании. Это позволило ученым точно определить структуру материалов с самыми лучшими свойствами для магнитных холодильников.
«Мы обнаружили, что структура кристаллов в разных металлах непосредственно влияет на то, насколько сильно они нагреваются и охлаждаются при наложении и выключении магнитного поля. Это открытие в будущем поможет создавать материалы, начиная с выбора микроструктуры. А это очень важно, так как создание альтернативных холодильников и кондиционеров воздуха, потребляющих мало энергии, позволит сократить выброс парниковых газов и обуздать изменение климата», - объясняет участница исследований профессор Лесли Коэн (Lesley Cohen).
http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_15-5-2009-11-53-16?newsid=66634
