炎熱的夏天，你打開空調，房間迅速變涼。而這臺安靜運行的空調沒有任何會損害環(huán)境的氣體，也不會悄悄成為氣候變化的"幫兇"，因為它的核心制冷系統(tǒng)使用的是金屬合金，沒有任何氣體排放，或引發(fā)全球空調革命。

　　斯洛文尼亞是歐洲一個僅200萬人口的小國，但盧布爾雅那大學的工程師們卻正在書寫制冷史上的新篇章。近百年來，我們使用的所有空調和冰箱都基于同一原理：氣體壓縮、蒸發(fā)、冷凝的循環(huán)過程。但斯洛文尼亞研究人員說："我們可以不用氣體也能制冷。"

　　這項突破的核心是一種叫鎳鈦合金(Nitinol)的特殊金屬。與其他金屬不同，這種合金有一個奇特的特性：當你擠壓它時，它會變熱；當你釋放壓力時，它會急劇降溫。科學家們稱這種現(xiàn)象為"彈熱效應"(elastocaloric effect)。

　　想象一下，如果你能快速壓縮一塊海綿，它會變熱；然后當你松手讓它恢復原狀，它會變冷——鎳鈦合金就是這樣工作的，只是效果強大得多。

　　傳統(tǒng)空調使用的制冷劑是全球變暖的"隱形殺手"。這些氣體(HFCs)的溫室效應是二氧化碳的上千倍。即使是一小塊手掌大小的空調泄漏，其環(huán)境影響也相當于一輛汽車行駛15,000公里產生的碳排放！

　　斯洛文尼亞的SMACool原型機通過完全消除這些有害氣體，直接解決了這一環(huán)境威脅。雖然它目前效率僅為傳統(tǒng)系統(tǒng)的15%，但考慮到這項技術剛剛起步不到十年，而傳統(tǒng)壓縮機已經完善了一個世紀，這已是令人鼓舞的開始。

　　就在斯洛文尼亞的科學家們努力改進他們的原型機時，令人驚喜的消息早已從香港傳來。2025年2月，香港科技大學的研究團隊在世界頂級科學期刊《自然》上發(fā)表了突破性成果：他們實現(xiàn)了世界首臺千瓦級固態(tài)空調，使用的同樣是鎳鈦合金的彈熱效應。

　　過去，彈熱制冷系統(tǒng)的冷卻功率不超過300瓦，這使得該技術僅能用于小型裝置。香港科大團隊的系統(tǒng)將這一數字提升至1,284瓦——足以在15分鐘內將一個小房間從悶熱的31°C降至舒適的21°C。

　　香港科大團隊提出了幾項關鍵創(chuàng)新：

　　"串聯(lián)力量，并聯(lián)流體"的架構：想象10個工人一起推動一塊石頭（串聯(lián)用力），但冷卻液像分流的河水一樣并行流過每個工人身邊，保持低壓高效。

　　薄壁管狀設計：就像鋁鍋比鐵鍋導熱更快，他們使用薄壁管狀鎳鈦合金，大大提高了熱傳遞效率。

　　石墨烯"魔法水"：研究人員在普通冷卻液中添加了少量石墨烯（每升僅2克），熱傳導效率卻提高了驚人的50%。這就像給普通水加入了"超級導熱粉末"。

　　高頻運行：系統(tǒng)能以3.5赫茲高頻穩(wěn)定運行，每秒完成3.5次壓縮-釋放循環(huán)，大大提高了制冷效率。

　　這兩項研究展示了科學創(chuàng)新的美麗畫卷：斯洛文尼亞團隊開創(chuàng)了新路徑，而香港科大團隊則突破了實用化的關鍵瓶頸。兩者互為補充，共同推動了這項革命性技術的發(fā)展。

　　當一個小國和一所大學都能做出如此重大的突破，我們有理由相信，未來幾年，這項技術將可能迅速成熟。未來夏天將：

　　沒有嗡嗡作響的壓縮機

　　沒有對環(huán)境有害的制冷劑

　　更高的能源效率

　　更小的碳足跡

　　考慮到全球空調數量預計從目前的20億臺增至2050年的60億臺，這項技術的普及將為應對氣候變化提供重要武器。

　　有時候，最偉大的創(chuàng)新并非來自規(guī)模最大的國家或投資最多的公司。斯洛文尼亞的例子告訴我們，突破可以源自任何地方；而香港科大的研究則表明，中國科學家正在引領前沿技術的商業(yè)化進程。

　　無論這場制冷革命最終由誰主導，有一點是確定的：在應對氣候變化的關鍵時刻，科學與創(chuàng)新正為我們帶來一股真正的"清涼風"！

　　參考文獻：

　　1Zhou, G., Zhang, L., Li, Z., Hua, P., Sun, Q., & Yao, S. (2025). Achieving kilowatt-scale elastocaloric cooling by a multi-cell architecture. Nature, 639, 87–92.