神奇的新型制冷材料：可超快吸热变形，或将是环保冰箱的新未来
形状记忆合金和一种塑料晶体在压力作用下迅速冷却。它们可以用于生产环保冰箱和空调。
形变材料的物理现象：热弹性效应——始于一个奇特的测量方式
1759年，2岁的约翰·高夫（John Gough）因患天花而失明，此后他的触觉逐渐增强到了一个新的高度。这位初出茅庐的博物学家很快就学会了通过触觉来辨别植物——他会用下唇触
摸感受植物的毛须，用舌头触摸植物的雄蕊和雌蕊。在他成年之后，他发现了一种有趣的现象：当他迅速拉伸一块天然橡胶时，他发现这块被拉伸的橡胶在其嘴唇上会突然变热，随后在它收缩时又变得十分凉爽——对于这一种奇特现象，他认为自己获得了最为直接和最令人信服的证据。
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他在1802年描述了这一观察结果，并提供了在该领域现已知全球首个实验记录（至少在英文记录中）——这一现象，现在被称为弹热效应（或热弹性效应，Elastocaloric effect）。它是一种更广泛的热效应中的一部分，在这种效应中，一些外部触发因素——比如外力、压力、磁场或电场，会引起材料的温度变化。
那么，这一现象具有实用性吗？可用于环保的制冰箱和空调
但现今，热弹性效应已经不仅仅是一件令人好奇的事情，其在实际应用上也得到了愈发广泛的使用。
q名字在过去的几十年里，研究人员已经发现了越来越多拥有良好热力学性质的材料。它们最终的目标是制造环保的冰箱和空调——即制冷设备不会泄漏有害的制冷剂，而制冷剂（特指氟氯昂类产品）作为一种温室气体，其效力可能是二氧化碳的数千倍。与此同时，更好的制冷设备则需要性能更优异的材料。
一种材料的温度变化能力越强，则说明它的效率就越高。在过去的一年里，研究人员发现
了两种独特的材料，它们可以以前所未有的速度进行变化。其中一种会对施加的外力作出反应，另一种则对压力有反应。它们的温度变化（可简写为ΔT）都能达到30℃以上的剧烈变化。
'谁会想到你会得到这么一种性能如此优异材料，其的ΔT竟然达到30℃以上？这一发现简直是太棒了！'马里兰大学学院帕克分校的材料科学家竹内一郎(Ichiro Takeuchi)如此兴奋地表示道，虽然他没有参与这项新研究。
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现象原因：为什么橡胶类型变材料，会拉伸变热，收缩变冷呢？
很显然，深处于那个时代的高夫（Gough）并不知道这一点，但当他在两个多世纪前拉伸他的那块橡胶时，他把里面的长分子排列地更加整齐有序。这种排列减少了系统中的混乱度——混乱度可用一个叫做'熵'(ΔS)的量来衡量。
根据热力学第二定律，一个封闭系统的总熵必然会增加，或者至少保持不变。如果橡胶分子构型的熵减少，那么其他地方的熵一定会增加。
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在像高夫（Gough）这样的一块橡胶中，熵的增加发生在分子的振动运动中。分子振动，这种分子运动的加速表现为热——一种看似隐蔽的热量，被称为潜热。如果橡胶的拉伸速度足够快，潜热就会留在材料中，其温度就会上升。
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许多材料都至少有轻微的热弹性效应，在被挤压或拉伸时，温度会升高一些。但要达到足够大的温度变化，以便在冷却系统中发挥作用，那么这种材料则需要更大的相应熵变化。姬晨牧个人资料
到目前为止，最好的热弹性材料是形状记忆合金。它们之所以能发挥作用，是因为发生了相变（马氏体相变），类似于液态水冻结成冰。在一个阶段，材料可以发生弯曲变形并保持形变状态。但如果你将其加热升温，合金的晶体结构就会转变为一个更为坚硬的相位，并恢复到之前的形状（因此被称为形状记忆合金）。
晶体结构在这两相之间的转变会引起熵的变化。虽然熵与系统的无序性（混乱度）有关，但其更精确的描述是衡量一个系统可以有多少种构型。构型越少，熵就越小。就如同我们书架上的书一样：只有一种方法可以使书按首字母顺序排列，但有许多方法可以使它们不按首字母顺序排列。因此，一个按字母顺序排列的书架更有序，熵更小。
在像镍钛这样的形状记忆合金中，由于其刚性相的晶体结构是立方的，因此其所表现出的热弹效应也是最大的。柔韧相形成斜方体，即呈菱形状的细长立方体。
这些斜方体有着比立方体更少的可能构型。考虑到一个正方体如果在四种可能的角度：90°
、180°、270°或360°旋转时，其将保持不变。另一方面，菱形只有经过180°和360°这两种旋转后，才会看起来一样。