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近年来，有机-无机杂化材料因其优异的磁性、多铁性、亚博网站下载光电性和光伏性等多功能特性而备受关注。
来自西班牙的一组研究人员现在已经表明，某种混合钙钛矿化合物在固态冷却方面有很大的潜力，因为在室温和低压下表现出巨大的压热效应。
目前制冷和空调机组的冷却技术占世界能源消耗的20%以上，预计未来几年的需求还会上升。然而，尽管需求增加，但现有的商用产品技术通常效率较低，可能含有有害的温室气体，英国禁止使用这些气体，未来几年，欧洲其他国家也将禁止使用这些气体。
现在，当这些污染物在全欧洲被禁止时，寻找环保替代品的呼声高涨。一种很有前途的方法是使用具有大热量效应的固态材料。亚博网站下载
这是当材料的制冷能力与一个大的等温能量变化有关，或当有一个大的绝热温度变化由外部刺激。
西班牙研究人员现在已经确定了一种混合钙钛矿材料，[TPrA][Mn(dca)3.，它在室温下以最小的施加压力表现出巨大的压热效应。众所周知，其亚博网站下载他材料在室温下表现出高热效应，但其中许多材料需要高压，不能用于商业应用。
这种材料属于一类新的化合物，但正在显著增长。因此，这类材料的新特性正在被发现。亚博网站下载在这类杂化材料中，可以生产各种各样的材料，这些材料拥有有亚博网站下载机和无机部分的多种组合，以及各种各样的结构和化学性质，可以加以利用。
采用标准的湿法化学工艺合成钙钛矿材料。为了量化和表征材料的热效应，研究人员使用了x射线衍射仪(XRD, Siemens D-5000衍射仪)、差示扫描量热仪(DSC, TA Instruments Q2000)和高压DSC (Setaram mDSC7 EVO)的组合。他们还使用了同步加速器PXRD来获得Rietveld分析并计算熵变。
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研究人员以等压量热法的形式在高压和低压下进行了准直接方法的测量。他们还使用了通过循环等温量热测量的直接熵方法，并将它们与间接的克劳修斯-克拉珀龙估计进行了比较。
研究人员在330k左右发现了一个相变，这涉及到一个复杂的结构转变，对压力和温度有很大的响应。在过渡温度和Mn的上方和下方，材料呈现钙钛矿型结构２＋离子形成八面体阵列。
离子通过双氰胺(dca)配体连接形成三维网络，四丙基铵(TPrA)阳离子占据晶格中的伪立方面体空穴。
研究人员发现，即使在低于0.007 GPa的低压和室温环境下，这种材料也超过了当今大多数最好的热量材料，并具有37.0 J kg的大热量效应亚博网站下载－1K－1．
发现杂化材料的熵变化是由部分有序/无序原子排列的熵变化决定的。因此，研究人员认为，通过改进构型熵、转动熵和振动熵，有更大的空间获得更大的值。
研究人员希望接下来的研究包括掺杂、调整和裁剪构建块，无论是这种还是类似的混合材料，以实现优化的热量性能。亚博网站下载
研究人员认为，这种材料不会是唯一具有如此高热效应的有机-无机杂化材料，因为许多有机-无机材料(从MOFs到配位聚合物)都具有产生大热效应的基本成分。亚博网站下载因此，这项研究可能为一种全新的材料打开大门，以解决整个大陆的冷却剂问题。亚博网站下载
资料来源及进一步阅读
- “在容易接近的压力下，铁有机无机杂化[TPrA][Mn(dca)3]钙钛矿中的巨压热效应”- Bermudez-Garcia J. M.，等。自然通讯，2017, DOI: 10.1038 / ncomms15715
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