主要职责
中国科学院贯彻落实党中央关于科技创新的方针政策和决策部署,在履行职责过程中坚持党中央对科技工作的集中统一领导。主要职责是:
一、开展使命导向的自然科学领域基础研究,承担国家重大基础研究、应用基础研究、前沿交叉共性技术研究和引领性颠覆性技术研究任务,打造原始创新策源地。 更多+
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中国科学院是国家科学技术界最高学术机构、国家科学技术思想库,自然科学基础研究与高技术综合研究的国家战略科技力量。
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由于排放和能耗问题,传统气体压缩制冷技术备受关注,学术界和工业界均在积极寻找解决方案。近年来,固态相变制冷技术经历了快速发展。该技术基于固体材料中外场诱导的各类相变,并依外场不同可分为磁卡效应、电卡效应、弹卡效应及压卡效应。在相变温度附近,外场可有效改变相变热力学势垒和能级。因此,固态相变制冷效应均出现在相变温度附近较小的范围。要实现较宽温区的连续制冷,需将多个具有不同相变温度的材料串联形成多级制冷,如室温磁卡制冷原型材料稀土钆和庞压卡制冷原型材料新戊二醇,它们的制冷温区分别在293K和315K附近约+/-10K的范围。
近期,中国科学院金属研究所研究员李昺和刘培涛团队在无机塑晶材料KPF6中首次发现了全温区压卡效应,且单个材料可覆盖室温、液氮、液氢及液氦典型制冷温区,这是迄今为止唯一的全温区固态相变制冷材料。
无机塑晶材料KPF6在室温为面心立方相,PF6八面体呈现了各向同性的随机旋转,即随着温度降低,分别在257K转变为单斜相II,并在219K转变为单斜相I。已有研究表明,在室温附近施加压力产生高压菱方相,从而导致庞压卡效应,且调控材料颗粒尺寸可在低场下获得较大的可逆压卡熵变。在该研究中,研究人员利用自研的压卡效应绝热温变测量装置,直接测量了KPF6在室温至液氮温区绝热温度变化:250M Pa压力下,室温下为12K,77.5K下为2.5K。进一步,研究人员综合运用实验室原位高压拉曼散射谱仪和日本J-PARC的高压中子衍射谱仪,获得了上百个温度-压力组合条件下的结构信息,绘制了完整的高压相图,并通过第一性原理计算复现了高压相变特征。
相关研究成果以All-temperature barocaloric effects at pressure-induced phase transitions为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院等的支持。

传统压卡效应与全温区压卡效应的比较
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