磁铁能吸热 未来或可成为冰箱制冷剂

美国麻省理工学院的科学家近日发现，如果处在有差异的磁场中，磁振子可能会从磁铁一端运动到另一端，带走热量而产生制冷效果。科学家们认为，磁铁能成为冰箱的制冷剂。

在铁磁体中，本地磁矩能够旋转并以不同方向排列。在绝对零度时，磁矩排列使磁体产生的磁力最强；随着温度上升，更多磁矩自旋变得更不同步，磁力会变弱。而磁振子就是随着这种温度升高而产生的。磁振子是磁铁中的一种准粒子，是磁矩共同旋转形成的，也叫“自旋子”。

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他们用普通的磁绝缘体构建了模型，从以往资料中收集了这种材料的数据输入新模型中，发现存在一个温和的磁场梯度时，它能产生较小的制冷效应；而在低温情况下，制冷效应更明显。

磁振子很像电子。电子能同时携带电荷并导热，能在电场或温差作用下运动，这种现象即热电效应。科学家一直在研究热电效应，如热电发电机把热直接转化为电，或不用任何运动部件来制冷。磁振子也能在两种力的作用下运动：温差和磁场。研究人员发展了热电学中描述电子传输的玻尔兹曼传输方程，经推导后得到了两个新方程来描述磁振子传输。他们能用新方程预测磁振子制冷效应，类似于热电制冷效应。当磁振子处在有差异的磁场中，会携带热量从磁体一端移动到另一端。

麻省理工机械工程系主任认为，最先应用磁振子制冷效应的，可能是那些需要在极低温度下无线制冷的研究。“就目前来说，可能的应用是在低温领域，比如给红外探测仪制冷。但我们还需要通过实验来证明这一理论，并寻找更好的材料。我们希望这能促进新的实验。”