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Refrigerador magnético sin freón ni compresor exprés

Original: "Magnetocaloric effect of Fe47.5Ni37.5Mn15 bulk and nanoparticles: A cost-efficient alloy for room temperature magnetic refrigeration"
arXiv:2410.15776 · 2024-10-21 · CC BY · 1 min · Materials
Científicos proponen una aleación barata para refrigeración magnética que funciona a temperatura ambiente.
Abstract

Imagina un refrigerador que enfría sin freón, simplemente cambiando un campo magnético. Utiliza un metal que se calienta al magnetizarse y se enfría al desmagnetizarse. Se ha creado una aleación barata de hierro, níquel y manganeso que funciona a temperatura ambiente. Pero sus nanopartículas perdieron sus propiedades debido a la contaminación por carbono. ¿Podremos hacer que los refrigeradores magnéticos sean accesibles para todos?

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Un refrigerador común comprime un gas que daña el planeta. Una alternativa es la refrigeración magnética. Dentro de ciertos materiales, los átomos se comportan como un enjambre de brújulas miniatura. Encienda el imán: todas las brújulas giran a la vez en la misma dirección, liberando calor. Apáguelo: las agujas vuelven al caos, absorbiendo calor del entorno. Este ciclo puede enfriar sin ruido ni refrigerante dañino.

Los científicos tomaron hierro, níquel y manganeso, materiales fáciles de conseguir, y fundieron una pieza de aleación. En ella, las brújulas trabajan al unísono a temperatura ambiente, absorbiendo casi 300 julios de energía por cada kilogramo, suficiente para un electrodoméstico. Luego intentaron convertir la aleación en nanopolvo para potenciar el efecto gracias a sus tamaños ultrapequeños. Pero el tratamiento con láser saturó sin querer las partículas con carbono. Los átomos extraños desajustaron las brújulas, y el enfriamiento se desplazó lejos de las marcas de temperatura ambiente.

El principal enemigo del refrigerador magnético no es el calor, sino el carbono. Incluso una ínfima impureza rompe la danza coordinada de las agujas magnéticas.

Conclusión: las aleaciones baratas funcionan de maravilla mientras permanezcan íntegras. Para dar el salto a la nanotecnología, se necesitan métodos sin contaminación por carbono. Los refrigeradores silenciosos y seguros están más cerca de lo que parece, pero los caprichos de los materiales no tienen prisa por abrirles camino.

🎯 El efecto, descubierto en 1881, esperó su momento durante más de cien años: solo las aleaciones baratas lograron sacar la refrigeración magnética de los laboratorios.

🎬 En «Dune», en Arrakis no hay compresores; quizá algún día los sistemas magnéticos sean igual de silenciosos e invisibles.

Scientists
Ludwig BoltzmannChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel MayorR. A. Rossiter
Tags
entropía carbono espectroscopía
Laws
distribución de Boltzmannsegunda ley de la termodinámicaefecto DopplerEntropía de Bekenstein-HawkingEcuación de Planck-EinsteinLey de desplazamiento de Wien
Original: arXiv:2410.15776 · CC BY · bridge42worlds