近日，美國能源部艾姆斯實驗室的研究人員在3D打印技術(shù)用于制冷領(lǐng)域取得了新的突破。研究人員利用這項技術(shù)設(shè)計和建造了一個新的先進模型系統(tǒng)，該系統(tǒng)成功地使用了極少量的磁熱材料來實現(xiàn)制冷級冷卻。這為開發(fā)更高能效的固態(tài)冷卻系統(tǒng)指明了方向，以取代目前最常用的過時氣體壓縮制冷。

該系統(tǒng)被稱為CaloriSMART，專為快速評估再生器材料而設(shè)計。它的目的是大大縮短制造時間。為了測試該系統(tǒng)，研究人員將釓樣品應(yīng)用于順序磁場，這導致樣品在加熱和冷卻之間交替。在加熱和冷卻循環(huán)期間，使用精確計時的泵來循環(huán)水，系統(tǒng)表現(xiàn)出約10瓦的持續(xù)冷卻功率，冷熱端之間的15攝氏度（略低于30℉）梯度僅使用約3立方厘米的釓。

　　CaloriCool項目總監(jiān)兼艾姆斯實驗室科學家Vitalij Pecharsky表示：“盡管預(yù)測我們會因為預(yù)期的低效率和損失而失敗，但我們一直相信它會起作用，但我們對它的工作效果感到驚喜，這是一個了不起的系統(tǒng)，它的表現(xiàn)非常出色。近20年來，室溫領(lǐng)域的磁制冷已被廣泛研究，但這是已開發(fā)的最佳系統(tǒng)之一?！?/span>

　　據(jù)悉，系統(tǒng)的設(shè)計和建造總共花費了大約5個月的時間。3D打印使團隊能夠定制構(gòu)建歧管。這是保持樣品的系統(tǒng)的一部分，并循環(huán)利用保持系統(tǒng)冷卻能力的流體。該系統(tǒng)的其他部分包括定制的釹鐵硼磁體，為樣品提供集中的1.4特斯拉磁場，以及一個精確的在線泵送系統(tǒng)，使流體循環(huán)。

　　“我們構(gòu)思和制造CaloriSMART的主要原因是加速熱材料的設(shè)計和開發(fā)，因此與今天通常需要20年左右的時間相比，它們至少快兩到三倍，”愛荷華州立大學材料科學與工程系安斯頓馬斯頓杰出教授Pecharsky補充道。

　　在他們用磁熱材料進行成功測試之后，該團隊打算升級系統(tǒng)以與其他類型的材料一起工作。與電熱材料一樣，彈性材料可以在受到周期性拉伸或壓縮時可逆地加熱和冷卻。將所有這三種類型的材料與該系統(tǒng)兼容將是首要的，并將以一種只能幫助未來制冷項目的方式簡化這種研究。對于這種環(huán)保、節(jié)能的制冷工藝來說，未來看起來很光明，該團隊認為這種工藝對于大規(guī)模制造來說是可擴展的，從而在不久之后就能在市場上上市可持續(xù)冷卻的新形式。