Tạp chí khoa học Science đưa tin, một loại tinh thể mới có khả năng hấp thụ nhiệt ở áp suất đủ cao có thể dẫn đến việc sản xuất tủ lạnh và máy điều hòa thân thiện với môi trường. Đây có thể là giải pháp thay thế cho bộ làm mát bằng chất lỏng hiện đang được sử dụng.

Tủ lạnh và máy điều hòa có khả năng làm mát không khí bằng cách luân chuyển chất lỏng hấp thụ nhiệt thông qua chu trình bay hơi và ngưng tụ. Tuy nhiên, hệ thống làm mát thường bị rò rỉ và nhiều chất lỏng góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính bằng cách bốc hơi và thoát ra ngoài khí quyển.

Một giải pháp thay thế cho tủ lạnh hiện đại

Các nhà khoa học tại Đại học Deakin ở Úc (bao gồm Samantha L. Piper, Douglas R. McFarlane và Jenny Pringle) hiện tuyên bố trên tạp chí Science rằng họ đã phát triển một giải pháp thay thế cho tủ lạnh chất lỏng bằng cách sử dụng “tinh thể nhựa” (tinh thể nhựa hữu cơ, ion – OIPC).

Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu trong bài báo của họ, dưới áp suất đủ lớn, các phân tử của tinh thể OIPC này sẽ thay đổi từ định hướng ngẫu nhiên sang định hướng mạng có trật tự. Sau đó, khi áp suất trở về mức thấp hơn, chúng lại trở nên hỗn loạn. Trong quá trình chuyển đổi sang trạng thái hỗn loạn, các tinh thể hấp thụ nhiệt, làm mát không gian xung quanh một cách hiệu quả.

“Phương pháp làm mát bằng áp suất đã được nghiên cứu trước đây, nhưng hầu hết các vật liệu đều trải qua quá trình biến đổi này ở nhiệt độ không thích hợp để làm mát.” Ngược lại, khả năng hấp thụ nhiệt của các tinh thể được thử nghiệm tại Úc bắt đầu ở nhiệt độ từ -37 đến 10 độ C, phạm vi phù hợp với tủ lạnh và tủ đông gia dụng.

Giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

Hiện tại, công nghệ này đang trong giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Áp suất cần thiết rất cao – cao hơn áp suất khí quyển hàng trăm lần và tương đương với việc ở độ sâu hàng nghìn mét dưới nước. Ngoài ra, khi sử dụng nhiều lần, tinh thể có thể hấp thụ ít nhiệt hơn vì mạng lưới được tạo thành bởi các hạt sẽ ngày càng rắn chắc hơn.

Tuy nhiên, trong phần tóm tắt của bài báo, các nhà khoa học nêu rằng “phản ứng barocaloric đạt được với các nguyên mẫu OIPC-BC này (“tinh thể dẻo” – ghi chú của biên tập viên) có thể được điều chỉnh bằng cách sửa đổi cấu trúc của các ion” và “ma trận rộng lớn này gồm các kết hợp cấu trúc-chức năng có thể cho thấy tiềm năng của OIPC như một loại vật liệu mới cho các công nghệ làm mát hiệu quả và bền vững”.