Просто

Магнитный холодильник без фреона и компрессора ⚡ экспресс

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 мин · Materials
Учёные предложили дешёвый сплав для магнитного охлаждения, который работает при комнатной температуре.
Аннотация

Представьте холодильник, который охлаждает без фреона, просто меняя магнитное поле. В нём используется металл, нагревающийся при намагничивании и остывающий при размагничивании. Создан дешёвый сплав железа, никеля и марганца, работающий при комнатной температуре. Но его наночастицы потеряли свойства из-за загрязнения углеродом. Можно ли сделать магнитный холодильник доступным для всех?

Связи в графе знаний 1

Обычный холодильник сжимает газ, который вредит планете. Альтернатива — магнитное охлаждение. Внутри некоторых материалов атомы ведут себя как рой миниатюрных компасов. Включите магнит — все компасы разом повернутся в одну сторону, выделяя тепло. Выключите — стрелки вернутся в хаос, забирая тепло из окружения. Такой цикл может охлаждать без шума и вредного хладагента.

Учёные взяли легкодоступные железо, никель и марганец и отлили кусок сплава. В нём компасы дружно работают при комнатной температуре, отнимая почти 300 джоулей энергии с каждого килограмма — достаточно для бытового прибора. Затем сплав попытались превратить в нанопорошок, чтобы усилить эффект за счёт сверхминиатюрных размеров. Но лазерная обработка невольно насытила частицы углеродом. Чужеродные атомы сбили настрой компасов, и охлаждение сместилось далеко от комнатных отметок.

Главный враг магнитного холодильника — не жара, а углерод. Даже крошечная примесь ломает слаженный танец магнитных стрелок.

Вывод: дешёвые сплавы работают отлично, пока остаются цельными. Чтобы перейти к нанотехнологиям, нужны методы без углеродных загрязнений. Тихие и безопасные холодильники ближе, чем кажется, но капризы материалов не спешат открывать им дорогу.

🎯 Эффект, открытый в 1881 году, ждал своего часа больше ста лет: только дешёвые сплавы смогли вывести магнитное охлаждение из лабораторий.

🎬 В «Дюне» на Арракисе нет компрессоров — возможно, магнитные системы когда-нибудь станут такими же бесшумными и незаметными.

Учёные
Ludwig BoltzmannChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel MayorR. A. Rossiter
Теги
энтропия углерод спектроскопия
Законы
второй закон термодинамикиэффект Доплераэнтропия Бекенштейна–Хокингауравнения Максвеллазакон излучения Планкауравнение Планка — Эйнштейна
Оригинал: arXiv:2410.15776 · CC BY · bridge42worlds