Un team di ricerca ha scoperto un nuovo tipo di materiale barocalorico gigante (BC) (solfuri esagonali) e ha scoperto un ruolo importante degli elettroni nell'aumentare la variazione di entropia totale determinata dalla pressione idrostatica.

Questa squadra è stata guidata dal Prof. Tong Peng dell'Istituto di Fisica dello Stato Solido, Hefei Institutes of Physical Sciences, insieme al Prof. Li Bing dell'Istituto di Ricerca sui Metalli dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) e al Prof. Zhong Guohua degli Istituti di Tecnologia Avanzata di Shenzhen del CAS.

In questi solfuri Ni _1-x Fe _X S, il team ha osservato un gigantesco cambiamento di entropia a temperatura ambiente indotto dalla pressione. Ad esempio, una variazione di entropia di circa 50 J kg ^-1 K ^-1 e una variazione di temperatura di ~10 K può essere innescata da una piccola pressione di 100 MPa. Una prestazione BC così elevata colloca gli attuali solfuri tra i materiali BC giganti.

Sulla base di calcoli teorici e analisi del calore specifico a bassa temperatura, hanno dimostrato una drastica modifica strutturale elettronica e di conseguenza un grande cambiamento di entropia elettronica sotto pressione, che facilitano notevolmente l'effetto BC totale.

Ma ancora più importante, alla temperatura di transizione di fase, la conducibilità termica ha raggiunto i 12 W m ^-1 K ^-1 , che è superiore ai valori di altri materiali BC.

È due ordini di grandezza più grande di (0,12 W m ^-1 K ^-1 ) di neopentilglicole, che mostra l'effetto BC più forte fino ad oggi. Alta conducibilità termica significa alta frequenza di trasferimento di calore, che è favorevole all'ottenimento di un'elevata frequenza operativa e densità di potenza di refrigerazione.

Perciò, le eccellenti prestazioni del BC insieme alla conduttanza termica superiore suggeriscono che i materiali attuali sono promettenti candidati refrigeranti per il raffreddamento a stato solido.