Физики СФТИ разработали сплав для создания экологичных холодильников

Коллектив лаборатории физики высокопрочных кристаллов Томского госуниверситета добился максимально высокой циклической стабильности эластокалорического эффекта в сплавах с памятью формы NiFeGa(Co). Это делает возможным использование нового сплава в промышленном производстве. В первую очередь, областью его применения может стать создание твердотельных систем охлаждения – безопасных и экологичных установок, используемых, в частности, в бытовых холодильных машинах и микросистемной технике.

– В связи с проблемой глобального потепления и возрастающими требованиями ограничить использование озоносодержащих веществ, таких как фреоны, в традиционных холодильниках остро стоит вопрос о разработке экологически чистых альтернативных принципов охлаждения, – поясняет сотрудник лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ Аида Тохметова. – Для применения в качестве основного элемента твердотельного холодильника материал должен обладать значительной охлаждающей способностью, высокой надежностью, стабильностью, долговечностью.

Такими характеристиками обладает новый сплав NiFeGa(Co), созданный сотрудниками лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ под руководством заведующего лаборатории, профессора, доктора физико-математических наук Юрия Чумлякова. Сейчас ученые испытывают этот материал с памятью формы под разными нагрузками и изучают его функциональные характеристики, в частности, эластокалорический эффект. Этот эффект заключается в способности сплавов с памятью формы изменять температуру в процессе деформации в результате обратимого выделения или поглощения тепла при развитии мартенситного превращения под нагрузкой.

В рамках исследований, поддержанных грантом РНФ (№ 20-19-00153) под руководством доктора физико-математических наук Елены Панченко, были получены новые экспериментальные результаты на сплавах NiFeGa(Co). Учёные смогли добиться высокой циклической стабильности эластокалорического эффекта. Наряду с этим при различных температурных испытаниях физики достигли стабильности материала с обратимыми деформациями до 15 процентов, что является максимальным мировым результатом на сегодняшний день.

– Высокая циклическая стабильность является необходимым требованием для многократного использования материалов – как в бытовых холодильных машинах, так и в микросистемной технике, – объясняет руководитель проекта РНФ Елена Панченко.

Полученные результаты сотрудники лаборатории представили на международной конференции «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии». Профессор Юрий Чумляков выступил в качестве приглашённого лектора, сотрудники и студенты представили семь устных и два стендовых доклада.

Наряду с этим главный научный сотрудник Елена Панченко и аспиранты Аида Тохметова и Элеонора Янушоните приняли участие в Международной научной конференции «Сплавы с памятью формы» (Москва). Они представили пленарный доклад и два устных доклада по результатам исследований лаборатории и были награждены дипломами за лучшие доклады.

Аспиранты Анна Выродова и Анастасия Сараева стали участниками Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» в Тольятти и одержали победу в финале конкурса на лучшую научную работу среди молодежи. Добавим, что в 2021 году Анна Выродова вошла в число 10 российских молодых учёных, получивших стипендию им. Жореса Алфёрова – известного советского и российского физика, лауреата Нобелевского премии 2000 года. Стипендия присуждается за выдающиеся успехи в области физики и нанотехнологий.

Разработки, представленные на этих крупных международных конференциях, выполнены учёными СФТИ ТГУ при финансовой поддержке четырех грантов РНФ (идентификаторы проектов: №19-19-00217, №19-49-04101, №20-19-00153, №21-19-00287).

Пресс-служба ТГУ