当今的制冷设备使用可转化成气体的冷却剂。尽管这种类型的冷却剂是有效制冷过程的基础，但可能会对环境造成危害。那么，如果我们可以使用固体材料而不是液体材料作为经济、环保的方式来对食品、饮料、药物甚至电子设备进行制冷呢？这正是卢森堡科学技术研究所（LIST）正在研究的课题。该研究所的研究人员利用FLIR红外热像仪深入研究这一课题。
卢森堡科学技术研究所（LIST）是一家研究和技术机构，位于Esch-Belval镇的卢森堡新研究与创新园区的中心位置。园区汇集了大学、研究中心、联合实验室、初创企业以及孵化器的强大创新潜力。
LIST的其中一个部门为材料研究与技术（MRT）小组。该部门正在研究如何将纳米技术/纳米材料转变为应用驱动解决方案的方法。其中一个研究主题是如何将表现电热效应的固体材料用于电子设备等的制冷系统。
研究电热效应
电热效应是可极化物质随着施加或去除电场而经历可逆温度变化的现象。
薄膜中的电热效应有可能用于高功率电子设备的高效制冷设备和制冷系统。对电热材料施加电场会提高其温度，减少电场则会降低温度。
“在博士研究人员的纳米材料和纳米技术部门，我们一直在建造电热制冷设备的原型，以便将其与传统制冷设备进行比较，”LIST研究员Romain Faye说。“这项技术的优势在于电热制冷设备具有更高的能效，并使我们能够避免使用潜在的有害液体。”
具体来说，传感器用铁性材料组的研究人员正在使用多层电容器来测试制冷设备的冷却速率。多层电容器由数十层至数百层约10至40微米的陶瓷层组成，10到40微米的陶瓷层被几微米的金属电极隔开，金属电极交替连接至2个外部端子。
通过增加电场频率从而产生电热效应，轻松实现制冷设备的冷却速率提升。在这个过程中重要的是在去除电场之前将产生的热量与环境进行交换的能力。这样，就可达到比环境温度更低的温度。
“我们想尽快进行热交换，”Romain Faye说。“我们试图确定这种热交换过程如何受到材料本身的限制，例如在导热性方面或材料的形状方面。如果热交换足够快，我们可以每秒多次开关电场。”
高效、直接测量
通过测量电热效应，LIST研究人员希望能够更好地了解这种现象在制冷应用中的可用性。
“过去，研究人员主要使用间接测量，这种方法通过对极化进行测量，并将极化测量值作为温度和电压的函数推导得出电热效应，而不是实际的温度测量结果，”Romain Faye说。“然而，间接测量并不总是能够得出正确的解释。因此，我们的团队一直在寻找更有效的直接温度测量方法。”
直接测量温度变化最常用的方法是使用热电偶和红外热像仪。热电偶是测量与温度变化相关的电压变化的电子设备，而红外热像仪则测量与温度变化相关的红外辐射变化。
“热电偶对于我们来说未证明其实用性，”Romain Faye说。“我们在极小表面上研究由电流引起的非常快速的温度变化。热电偶不能提供进行这类测量所需的精度。另一方面，热成像技术使我们能够以可视化的方式显示材料和环境之间的快速热交换。”
