時至今日，家用制冷設備仍然廣泛采用傳統(tǒng)氣體壓縮制冷，并通過氟利昂等作為熱交換介質(zhì)。但由于在強烈紫外線的作用下，氟利昂解釋放出的氯原子會不斷破壞大氣中的臭氧分子，數(shù)百年驅之不散，進而引發(fā)全球溫室效應，因此這種制冷介質(zhì)正在被逐步淘汰。而其替代工質(zhì)氫氟烴也將依據(jù)蒙特利爾議定書，于2028年全面禁用。在余下不多的時間里，誰將以綠色環(huán)保的特質(zhì)成為下一代家用制冷設備的替代者？

 

對于這一問題，第十四屆“中國青年女科學家獎”獲獎者，中國科學院理化技術研究所沈俊研究員給出了答案：最優(yōu)解決方案很可能就是新一代的固體介質(zhì)制冷技術——磁制冷。磁制冷是利用固體磁性材料的磁化放熱和退磁吸熱實現(xiàn)制冷，這種利用磁熱效應的新型制冷方式無需額外的制冷劑，完全是變革性的技術創(chuàng)新，被認為是新一代綠色環(huán)保的制冷方式。2014年，美國能源部已將磁制冷列為未來可替代壓縮制冷技術的首選技術之一。

 

未來技術？是的，磁制冷雖然優(yōu)勢明顯，但真正走向實用化，在材料、器件和系統(tǒng)各方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，實現(xiàn)起來十分困難。“我的工作就是實現(xiàn)磁制冷的廣泛應用。”沈俊說。

 

在很多人眼中，沈俊命中注定就和磁制冷有著不解之緣。讀研究生時才開始接觸低溫制冷的沈俊，很快就發(fā)現(xiàn)了國際上最低溫度、大磁熵變鐵磁磁制冷材料，填補了這一溫區(qū)的國際空白，并被國際同行認為是“最佳的磁熱效應體系”。隨后，她又發(fā)現(xiàn)了磁性材料的磁滯損失及其調(diào)控機制，大幅提高了磁性材料的制冷性能。在找到了具有潛力的磁制冷材料之后，她還創(chuàng)新性地提出了復合式磁制冷新方法，并成功研制出了處于國際領先水平的小型室溫磁制冷機。

 

 

通過研發(fā)新方法、新構造和新設備，沈俊團隊在磁制冷的高性能材料、關鍵技術和實驗驗證等方面開展了從基礎到應用的全鏈條研究，繼而向成果轉化再進一步。“這里的每臺磁制冷樣機都是我們自己制造的。”走在實驗室的廊道里，沈俊一個接一個驕傲地展示著她團隊的研發(fā)成果。七間實驗室內(nèi)布滿了外人難以看出門道的、冷冰冰的儀器和設備，而在沈俊眼里，這些陪伴她多年的“老伙計”就是她工作中的最佳搭檔。

 

創(chuàng)新，將中國科學院理化技術研究所的這間實驗室從磁制冷的跟跑者、推向了并跑者，甚至領跑者的角色。沈俊團隊研發(fā)的磁制冷樣機不僅申請到了國際專利，甚至還被美國航天公司采用。與國內(nèi)企業(yè)合作實現(xiàn)的成果轉化，也應用在科研和工業(yè)級產(chǎn)品中，并在短短幾年內(nèi)實現(xiàn)了數(shù)億元的產(chǎn)值。

 

科研人員、博士生導師、企業(yè)管理者、兩個孩子的母親，沈俊的身份似乎多了一些。但從她身上你卻幾乎感受不到壓抑的緊迫感。“生活中，我是比較粗線條的”，沈俊的一頭長發(fā)灑落在肩上，微翹著臉龐說著。在沈俊辦公室的玻璃窗前，郁郁蔥蔥地生長著一排多肉植物，獎牌陳列柜最左側則放置了三臺不同樣式的咖啡機和咖啡膠囊，沙發(fā)對面被兩張并不規(guī)則的中式圈椅占據(jù)……這些工作和生活中的細節(jié)，恰恰是她內(nèi)心穩(wěn)健沉著的真實寫照。

 

對于一名女生當初選擇工科專業(yè)，沈俊直言不諱地笑著說，是父母“逼得”。轉回頭，她又繼續(xù)補充道，現(xiàn)在自己早已真正愛上了低溫制冷這個領域，尤其是當自己的成果被不斷肯定，更多的成果走向實用，甚至自己在懷孕時做實驗也會感到樂此不疲。端起一杯咖啡，沈俊微笑著說道，“做科研就像喝一杯苦咖啡，開始喝時覺得苦澀，慢慢苦盡甘來，最后品嘗到成果的甘甜。

 

忙碌之余，沈俊作為中國科學院大學未來技術學院的崗位教授，在北京雁棲湖校區(qū)開設了低溫制冷課程，為培養(yǎng)未來人才忙碌起來。至于自己不斷前行的動力和目標，“只有一個，”她說，“做出世界第一臺磁制冷實用冰箱。”