En bref
Des chercheurs ont mis au point un nouveau système de refroidissement qui n’utilise pas de métaux rares. Ce système est plus efficace et moins coûteux, augmentant la capacité de refroidissement de 40 %. Cela pourrait transformer des domaines comme l’imagerie médicale et l’informatique quantique, tout en réduisant notre dépendance aux matériaux coûteux et rares.
Amélioration des refroidisseurs cryogéniques
Les scientifiques ont développé un système innovant pour améliorer les performances des refroidisseurs cryogéniques utilisés à des températures extrêmement basses. Ce nouveau système repose sur des matériaux qui ne contiennent pas d’éléments rares, souvent coûteux et sujets à des fluctuations de prix. Le résultat est une augmentation de 40 % de la capacité de refroidissement, ce qui pourrait réduire la dépendance aux matériaux rares dans les applications technologiques.
Développement d’un nouveau système
Un groupe de chercheurs a innové en remplaçant ces éléments rares par un mélange d’oxydes magnétiques frustrés. Le nouveau système est composé de manganèse niobate-tantalate (MnNb2-xTaxO6) et d’oxyde de cuivre-fer-aluminium (CuFe1-xAlxO2), avec du plomb comme élément complémentaire.
Le mélange a été préparé par des procédés de chauffage à haute température et de frittage, avec une identification des phases cristallines grâce à des techniques comme la diffraction des rayons X (XRD) et le microscope électronique à balayage. Les propriétés magnétiques et la capacité thermique ont été mesurées à l’aide d’appareils spécialisés.
Performance dans les systèmes cryogéniques
Les tests ont montré que le nouveau système augmentait la capacité de refroidissement des cryoréfrigérateurs de 40 % à une température de 4,2 Kelvin. Cette performance remarquable a été atteinte en utilisant un modèle à plusieurs sections dans un cryoréfrigérateur commercial, avec un mélange de particules magnétiques dans les différentes sections du système.
Les chercheurs ont constaté que la capacité de refroidissement du nouveau système atteignait 73 % de celle du système de référence basé sur des matériaux rares, renforçant l’efficacité de cette nouvelle technologie pour réduire le besoin en éléments rares.
Applications potentielles
Cette innovation pourrait avoir un impact majeur dans divers domaines tels que l’imagerie par résonance magnétique, l’informatique quantique et les aimants supraconducteurs. Ces applications dépendent fortement du refroidissement extrême, et le nouveau système offre une option plus durable et moins coûteuse par rapport aux systèmes actuels.
Conclusion
Cette recherche représente une étape importante vers le développement de nouvelles technologies de refroidissement qui réduisent la dépendance aux éléments rares, renforçant ainsi la durabilité et diminuant les coûts associés aux technologies avancées. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour tester les performances dans d’autres applications en dehors des cryoréfrigérateurs.