彈熱制冷技術是近年來新興的一種非蒸汽壓縮制冷技術，它是由應力場驅動彈熱材料相變而產(chǎn)生制冷效應的固態(tài)制冷技術，其基本原理在2004年被英國科學家提出并已被美國能源部認為最具潛力的新型制冷技術。
形狀記憶合金被認為是良好的彈熱材料，對材料施加軸向載荷，在應力作用下由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，熵減小并且對外放熱；去除載荷時，逆向的相變導致熵增大，從外界吸熱，產(chǎn)生制冷效應。但驅動應力大（700MPa）、抗疲勞性差都限制了它們的實際應用。
在壓力作用下，彈性熱材料能夠改變溫度，有望推動下一代制冷技術的發(fā)展
除了形狀記憶合金，彈性體材料是我們的另一種選擇，例如天然橡膠（NR），拉伸會發(fā)熱，縮回會降低溫度。天然橡膠是柔軟、廉價和可生物降解的，并可解決了人工冷卻的一些重大工程和可持續(xù)性問題。天然橡膠的廣泛應用，加上拉伸所需的低機械力，使其成為未來大規(guī)模、大功率冷卻設備的理想候選者。
近日，奧地利林茨大學M. Kaltenbrunner教授等提出并展示了一種基于彈性體的冷卻系統(tǒng)，相關成果以《Elastocaloric heat pump with specific cooling power of 20.9Wg-1 exploiting snap-through instability and strain-induced crystallization》為題發(fā)表在Nature Energy期刊上。
研究者們將天然橡膠（NR）的應變誘導結晶和瞬時不穩(wěn)定性相結合，使系統(tǒng)的準絕熱啟動速度低于100ms，比傳統(tǒng)裝置快30倍。在橡膠被拉伸的過程中，隨機分布的分子鏈排列在一起，從而降低了構象數(shù)量，對于絕熱形變，構象熵的減小增加了熱熵，也就是加熱了材料。這個過程是可逆的，松弛后恢復初始狀態(tài)。
較強的拉伸還導致NR分子部分轉變?yōu)橛行蚪Y晶相，并伴隨著潛熱的釋放。這種相變在很大程度上也是可逆的。在這兩種效應中，應變誘導結晶相關的加熱占主導地位，它產(chǎn)生了比其他方法更高的冷卻功率。
該橡膠基全軟熱泵的比制冷功率為20.9Wg-1，熱流密度為256MWcm-2，性能系數(shù)為4.7，冷熱源之間的單級溫差為7.9K。由于彈性體固有特性，因此所需的力很小，可以為移動應用、機器人技術與飛機，甚至與航天器有關的任務提供輕巧緊湊的制冷設置。
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