夏日炎炎，空調、冰箱已經成了廣大家庭夏日避暑“標配”，隨著家居智能化浪潮，空調、冰箱也變得更為智能、節能，但其制冷技術卻沒有實質性改變，依然沿用著近百年的壓縮制冷原理：利用壓縮機、冷凝管和含氟制冷劑。
    
    這個“傳承”了百年的工藝始終給大氣環境造成著無法彌補的危害：含氟的化學制冷劑排放到空氣中，不僅會破壞臭氧層導致溫室效應，同時也消耗著大量的能量。讓空調、冰箱變得更高效、更環保，成了全世界科學家共同努力的方向，而磁致冷材料的出現，有望讓人們告別含氟制冷劑，讓生活變得環保。
    
    中科院寧波材料所磁性材料與先進裝備事業部中，研究員杜娟團隊近年來一直關注著磁致冷材料的發展，并在浙江省杰出青年基金資助下開展了鎳錳鋅/銻（NiMnSn/Sb）赫斯勒合金磁致冷材料的研究。
    
    杜娟介紹，磁致冷技術是基于磁性材料的磁熵變發生的，當給磁體加磁場，使磁矩按磁場方向齊排列（磁熵變小），然后再撤去磁場，使磁矩的方向變為紊亂（磁熵變大），這時磁體從周圍吸收熱量，通過熱交換使周圍環境的溫度降低，達到致冷的目的。
    
    與傳統制冷技術相比，磁致冷效率高、能耗小、及無環境污染，因而被譽為綠色制冷技術。“新型磁致冷材料能夠減少25%-50%的能耗，且體積也小了很多。”杜娟說，“用它所制成的空調或只有打印機大小。”
    
    “其實，利用釓鎵石榴石等原料制備出了低溫磁致冷材料技術已經實用化。”杜娟介紹，1997年具有巨磁熱效應的釓硅鍺（Gd5Si2Ge2）合金的發現，在世界范圍掀起了室溫磁致冷材料及相關技術的研究熱潮。
    
    在2002年美國的科研人員便研制出世界上第一臺能利用永磁體驅動的在室溫下工作的磁冰箱。之后包括日本、美國、歐洲以及中國等國家投入了大量人力物力開展室溫實用化的磁致冷冰箱的研制中。
    
    “國外各大制冷公司都非常關注新型的磁致冷材料的研究進展，同時也在不斷改進磁致冷樣機的設計。中國各大高校和科研院所在相關研究方面也取得了可喜的進展。”杜娟表示，在浙江省自然科學基金的資助下，他們團隊開展了“鎳錳鋅/銻赫斯勒合金氏體相變相關的磁滯、磁制冷性能的研究”，這一體系相比于一般的磁致冷材料更具優勢。
    
    “鎳錳錫/銻赫斯勒合金制備相對簡便。”杜娟說道，赫斯勒合金可利用“真空電弧熔煉法，然后在800-900度短時間退火”就可以制備，這個方法大大降低了制備能耗，節約了制備成本。
    
    然而由于巨磁熵變所特有的磁滯和熱滯是制約其應用的關鍵問題，杜娟團隊的研究目標就是利用摻雜、納米技術、不同制備工藝等方法來減少或者消除這種滯后現象，并且已經取得了一定的研究進展。同時該團隊也正在改進磁致冷材料普遍偏脆、機械性能不好的的問題，全面推進其作為磁致冷材料的實用化進程。
    
    鎳錳錫/銻赫斯勒合金制冷材料是最有可能應用的制冷工質之一。考慮到制冷空間的問題，杜娟研究員預測，室溫磁制冷技術將會首先在汽車冰箱、空調上得到應用，然后逐步應用到家用冰箱、空調，成為十分有競爭潛力的新型制冷技術。“相信隨著相關技術的進步和成熟，我們也許在10年之后就能看到綠色環保的磁致冷設備走進家庭了。”