可持续制冷的压热效应有机离子塑晶

压热(Barocaloric, BC)材料通过压力导致固-固相变产生热吸收，具备实现高能效制冷的潜力。然而，目前已知的材料中，能够在家庭制冷或空调所需温度范围内发生相变的材料极为有限。

莫纳什大学的Douglas R. MacFarlane、迪肯大学的Jennifer M. Pringle等研究者引入了一类新的BC材料-有机离子塑晶(OIPCs)。OIPCs能够在施加中等压力时发生高熵固-固相变，适用于大多数制冷应用所需的亚环境温度。表现出亚环境温度下的相变、“巨量”熵变（92至240 J/kg·K），以及对压力高度敏感的特性，压敏度高达23.7 K/kbar。OIPCs的一个独特优势是其一级固-固相变具有等温特性，在理想条件下可以充分释放与相变相关的熵变。

研究者发现，ΔT_hys（相变迟滞温差）对样品体积高度敏感，较大体积样品（更接近实际应用）中ΔT_hys会显著降低。此外，通过添加剂还能进一步减少迟滞效应，因此可以采用简单的方法提升OIPCs的压热性能。OIPCs的阳离子和阴离子结构可灵活调控，为优化压热特性提供了广阔空间。作为离子液体的一个子类，已有大量文献研究了离子结构变化对热物理性质的影响，这些研究成果可以直接应用于OIPCs的设计，以兼顾性能与可持续性目标。进一步研究相变过程中的自由度、离子结构与体积变化之间的关系，将有助于深入理解OIPCs中巨大压热效应的来源，从而推动其在制冷领域的应用和改进。