ثلاجة مغناطيسية بدون فريون أو ضاغط ⚡ экспресс
الثلاجات المغناطيسية القائمة على التأثير المغناطيسي الحراري (MCE) عند درجة حرارة الغرفة صديقة للبيئة، لكنها مكلفة بسبب استخدام العناصر الأرضية النادرة مثل الجادولينيوم. لخفض التكلفة، تُجرى أبحاث على سبائك المعادن الانتقالية. في هذه الدراسة، تم الحصول على سبيكة ضخمة من Fe₄₇.₅Ni₃₇.₅Mn₁₅ بطريقة الصب، بدرجة حرارة كوري قريبة من درجة حرارة الغرفة وقدرة تبريد تبلغ 297.68 جول/كغم، مما يجعلها واعدة للتطبيقات الاقتصادية. لتحسين التأثير المغناطيسي الحراري عبر خاصية المغناطيسية المسايرة الفائقة (بتقليل الحجم)، تم تخليق جسيمات نانوية من نفس التركيب باستخدام طريقة الاستئصال بالليزر النبضي في الإيثانول. لكن الجسيمات النانوية الناتجة لم تُظهر درجة حرارة كوري حول درجة حرارة الغرفة، وربما يعود ذلك إلى تضمين كبير للكربون أثناء عملية التخليق، مما أضعف الخصائص المغناطيسية الحرارية. يؤكد البحث على إمكانات سبائك المعادن الانتقالية في التبريد المغناطيسي، وضرورة تحسين طرق التخليق للحصول على الخصائص الحرارية المطلوبة في الشكل النانوي.
الثلاجة العادية تضغط غازًا يضر بالكوكب. البديل هو التبريد المغناطيسي. داخل بعض المواد، تتصرف الذرات كسرب من البوصلات المصغرة. شغّل المغناطيس — تدور كل البوصلات دفعة واحدة في اتجاه واحد، مطلقة الحرارة. أطفئه — تعود الإبر إلى الفوضى، ممتصة الحرارة من المحيط. هذه الدورة يمكنها التبريد دون ضوضاء أو مبرد ضار.
أخذ العلماء الحديد والنيكل والمنغنيز المتوافرة بسهولة وصبوا قطعة من السبيكة. فيها، تعمل البوصلات بتناغم عند درجة حرارة الغرفة، منتزعة ما يقرب من 300 جول من الطاقة لكل كيلوغرام — يكفي لجهاز منزلي. ثم حُوّلت السبيكة إلى مسحوق نانوي لتعزيز التأثير بفضل الأحجام فائقة الصغر. لكن المعالجة بالليزر أشبعت الجسيمات دون قصد بـ الكربون. الذرات الدخيلة أربكت ضبط البوصلات، فانزاح التبريد بعيدًا عن علامات حرارة الغرفة.
الخلاصة: السبائك الرخيصة تعمل بشكل ممتاز طالما بقيت صلبة. وللانتقال إلى التقنيات النانوية، نحتاج لطرق خالية من تلوث الكربون. الثلاجات الهادئة والآمنة أقرب مما تبدو، لكن تقلبات المواد لا تتعجل في فتح الطريق أمامها.
🎯 التأثير، الذي اكتُشف عام 1881، انتظر لأكثر من مئة عام: فقط السبائك الرخيصة استطاعت إخراج التبريد المغناطيسي من المختبرات.
🎬 في رواية «الكثيب» لا توجد ضواغط على أراكيس — ربما تصبح الأنظمة المغناطيسية يومًا ما هادئة وغير ملحوظة بنفس القدر.