姜胜林：纳米应力效应在铁电体中诱导强

mingbai

制冷技术的应用覆盖了国家安全、工农业生产、生物医疗、科学研究和日常生活等各领域。目前制冷仍几乎完全依赖压缩机技术，但压缩机制冷无法摆脱制冷剂的使用，对全球环境和气候影响显著。此外，压缩机制冷效率低，每年消耗超过6%的全球总电能，间接排放CO2约52亿吨，进一步危害环境。再者，压缩机体积大、重量重，无法用于集成电路芯片的局域制冷。因此，开发体积小、重量轻的新型高效环保制冷技术迫在眉睫。电卡效应通过电场来诱导铁电体的相变和偶极熵变、控制材料的吸/放热过程，可实现热搬运和制冷。电卡制冷无需危害环境的制冷剂，效率更是压缩机制冷的3-5倍，且具有体积小和重量轻的特点。电卡效应将为制冷技术的发展带来革命性突破。

铁电聚合物纳米线阵列

电卡制冷走向实用的关键在于高性能电卡材料的制备。铁电聚合物是实现高性能电卡制冷最具潜力的材料之一，但是其强电卡效应需要较高的电场来激发。另外，聚合物热导率低，这严重制约了电卡材料与制冷器的快速传热，限制了其实际制冷效果。

2019年1月7日，Advanced Materials杂志在线刊发了研究团队的上述成果（Nanoconfinement-Induced Giant Electrocaloric Effect in Ferroelectric Polymer Nanowire Array Integrated with Aluminum Oxide Membrane to Exhibit Record Cooling Power Density，张光祖副教授为论文第一作者，姜胜林教授和Qing Wang教授为论文共同通讯作者）。研究为新一代制冷用电卡材料与器件的研究、设计与制备提供了全新思路，对推动电卡制冷走向实际应用具有重要意义。研究得到国家自然科学基金（51772108, 61675076, 61705070）等项目的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201806642