炎熱的夏天，你打開(kāi)空調(diào)，房間迅速變涼。而這臺(tái)安靜運(yùn)行的空調(diào)沒(méi)有任何會(huì)損害環(huán)境的氣體，也不會(huì)悄悄成為氣候變化的"幫兇"，因?yàn)樗暮诵闹评湎到y(tǒng)使用的是金屬合金，沒(méi)有任何氣體排放，或引發(fā)全球空調(diào)革命。

　　小國(guó)大創(chuàng)新：斯洛文尼亞的無(wú)氣體空調(diào)　　

　　斯洛文尼亞是歐洲一個(gè)僅200萬(wàn)人口的小國(guó)，但盧布爾雅那大學(xué)的工程師們卻正在書寫制冷史上的新篇章。近百年來(lái)，我們使用的所有空調(diào)和冰箱都基于同一原理：氣體壓縮、蒸發(fā)、冷凝的循環(huán)過(guò)程。但斯洛文尼亞研究人員說(shuō)：“我們可以不用氣體也能制冷?！?/p>

　　神奇的金屬“冰塊”　　

　　這項(xiàng)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(gè)奇特的特性：當(dāng)你擠壓它時(shí)，它會(huì)變熱；當(dāng)你釋放壓力時(shí)，它會(huì)急劇降溫?？茖W(xué)家們稱這種現(xiàn)象為“彈熱效應(yīng)”(elastocaloric effect)。

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

　　環(huán)保意義重大　　

　　傳統(tǒng)空調(diào)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(yīng)是二氧化碳的上千倍。即使是一小塊手掌大小的空調(diào)泄漏，其環(huán)境影響也相當(dāng)于一輛汽車行駛15,000公里產(chǎn)生的碳排放！

　　斯洛文尼亞的SMACool原型機(jī)通過(guò)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(xiàng)技術(shù)剛剛起步不到十年，而傳統(tǒng)壓縮機(jī)已經(jīng)完善了一個(gè)世紀(jì)，這已是令人鼓舞的開(kāi)始。

　　中國(guó)突破：香港科大的千瓦級(jí)跨越　

　　就在斯洛文尼亞的科學(xué)家們努力改進(jìn)他們的原型機(jī)時(shí)，令人驚喜的消息早已從香港傳來(lái)。2025年2月，香港科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在世界頂級(jí)科學(xué)期刊《自然》上發(fā)表了突破性成果：他們實(shí)現(xiàn)了世界首臺(tái)千瓦級(jí)固態(tài)空調(diào)，使用的同樣是鎳鈦合金的彈熱效應(yīng)。

　　從“不可能”到“已實(shí)現(xiàn)”　　

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

　　他們是如何實(shí)現(xiàn)這一躍進(jìn)的？

　　香港科大團(tuán)隊(duì)提出了幾項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新：

　　“串聯(lián)力量，并聯(lián)流體”的架構(gòu)：想象10個(gè)工人一起推動(dòng)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(guò)每個(gè)工人身邊，保持低壓高效。

　　薄壁管狀設(shè)計(jì)：就像鋁鍋比鐵鍋導(dǎo)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(dǎo)效率卻提高了驚人的50%。這就像給普通水加入了“超級(jí)導(dǎo)熱粉末”。

　　高頻運(yùn)行：系統(tǒng)能以3.5赫茲高頻穩(wěn)定運(yùn)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(xiàng)研究展示了科學(xué)創(chuàng)新的美麗畫卷：斯洛文尼亞團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)了新路徑，而香港科大團(tuán)隊(duì)則突破了實(shí)用化的關(guān)鍵瓶頸。兩者互為補(bǔ)充，共同推動(dòng)了這項(xiàng)革命性技術(shù)的發(fā)展。

　　未來(lái)：我們的空調(diào)將徹底改變　

　　當(dāng)一個(gè)小國(guó)和一所大學(xué)都能做出如此重大的突破，我們有理由相信，未來(lái)幾年，這項(xiàng)技術(shù)將可能迅速成熟。未來(lái)夏天將：　

　　沒(méi)有嗡嗡作響的壓縮機(jī)　　

　　沒(méi)有對(duì)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(diào)數(shù)量預(yù)計(jì)從目前的20億臺(tái)增至2050年的60億臺(tái)，這項(xiàng)技術(shù)的普及將為應(yīng)對(duì)氣候變化提供重要武器。

　　有時(shí)候，最偉大的創(chuàng)新并非來(lái)自規(guī)模最大的國(guó)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(guó)科學(xué)家正在引領(lǐng)前沿技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。

　　無(wú)論這場(chǎng)制冷革命最終由誰(shuí)主導(dǎo)，有一點(diǎn)是確定的：在應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵時(shí)刻，科學(xué)與創(chuàng)新正為我們帶來(lái)一股真正的“清涼風(fēng)”！

　　參考文獻(xiàn)：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.