Era doskonalszych lodówek?
Niewykluczone, że w niedalekiej przyszłości w naszych kuchniach zagości technologia dostępna obecnie tylko w laboratoriach i niektórych procesach przemysłowych.
Domowe lodówki i klimatyzatory powszechnie wykorzystują gazy do osiągnięcia niskiej temperatury. Najczęściej są to gazy szkodliwe dla środowiska, a sama technologia chłodzenia sprężonym gazem w warunkach domowych osiągnęła kres swoich możliwości i nie jesteśmy w stanie jej już udoskonalić.
W zmianie sytuacji mogą pomóc prace uczonych z Centrum Badań Neutronowych (NCNR) Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST). Opracowali oni nowy stop, który pozwoli na zastąpienie chłodzenia gazowego
magnetycznym. Chłodzenie magnetyczne, a ściślej,
rozmagnesowanie adiabatyczne polega na zastosowaniu zjawiska magnetokalorycznego. Jest to, jak wyjaśnia Słownik PWN,
zmiana temperatury ciała paramagnetycznego lub ferrromagnetycznego przy adiabatycznej zmianie pola magnetycznego, wykorzystywana w laboratoriach do otrzymywania niskich temperatur.
Materiały magnetokaloryczne rozgrzewają się pod wpływem pola magnetycznego. Później, gdy oddają ciepło, zanika pole magnetyczne, a temperatura samego materiału dramatycznie spada, pozwalając osiągać w laboratoriach temperatury bliskie zeru absolutnemu. To samo zjawisko można by wykorzystać w domowych lodówkach czy klimatyzatorach. Jednak istnieją dwie poważne przeszkody, które uniemożliwiają zastosowanie rozmagnesowania adiabatycznego w naszych domach. To
gadolin i
arsen, dwa metale wykorzystywane w stopach magnetokalorycznych. Pierwszy z nich jest bardzo rzadki i drogi, drugi - niezwykle toksyczny.
Uczeni z NCNR stworzyli z manganu, żelaza, fosforu i germanu stop magnetokaloryczny. To pierwszy tego typu stop, który nie tylko działa w temperaturze zbliżonej do pokojowej, ale nie zawiera ani drogiego gadolinu, ani toksycznego arszeniku. Jest zatem tańszy, bezpieczniejszy, a przy tym ma silne właściwości magnetokaloryczne.
Pod wpływem pola magnetycznego dochodzi do całkowitej zmiany struktury krystalicznej nowego stopu, co tłumaczy dobre właściwości magnetokaloryczne.
Mariusz Błoński