【Nature】：新一代环保聚合物制冷器：高能效与自振荡特性
特别说明：本文由原子创意原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。
研究背景
在全球能源消耗中，空间冷却占据了相当大的比例。传统制冷技术，尤其是基于压缩的制冷系统，虽然广泛应用于日常生活和工业生产中，但其能源效率相对较低，且使用的制冷剂往往具有较高的全球变暖潜能（GWP）。这不仅消耗大量电力，还对环境造成了重大负担。
当前问题
目前市场上的制冷设备大多依赖于外部机械设备来驱动制冷循环，如活塞、泵等，这不仅增加了系统的能耗，还限制了设备的迷你化和集成化发展。同时，这些制冷系统的制冷功率密度和能效比（COP）通常较低，难以满足日益增长的高效节能需求。此外，制冷剂的环境影响和制冷系统的操作复杂性，进一步限制了其应用范围和效率。
新的思路
在本研究中，我们提出了一种全新的自振荡聚合物制冷器，该制冷器利用聚合物铁电材料的电热效应和电致伸缩效应，实现了无外部驱动的自循环制冷。这种设备不仅能有效降低能耗，还能通过简化系统结构，实现设备的轻量化和迷你化。最关键的是，这种新型制冷器展现出极高的制冷功率密度（6.5 W g−1）和优异的能效比（COP超过58），为实现高效、环保、低碳的制冷提供了可能。此外，这种设备还可以灵活调节制冷与加热模式，更好地适应不同的应用需求，展现出广阔的应用前景。
研究内容
材料和设备设计:本研究开发了一种基于聚合物铁电材料的薄膜制冷设备。这种设备利用了聚合物铁电材料的电热效应（ECE）和电致伸缩效应，实现了无需外部动力的自循环制冷。该设备采用的是改性的聚(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CFE)) 聚合物，通过优化分子结构，实现了高性能的ECE和电致伸缩性能。
制冷循环与能效：设备在单次交流电刺激下，可以通过其工作体自身进行热循环和机械循环，从而无需外部驱动元件。在实验中，该原型设备展示了6.5 W g^-1 的直接测量制冷功率密度和高达58的峰值能效比（COP），这在开放环境下，对应于4 K温度跨度的24 COP。
温度范围和应用：设备在不同的操作模式下能够进行冷却和加热，展示了灵活的热管理能力。该技术在微型化和集成化方面具有显著优势，非常适合需要小型化或定制化热管理解决方案的应用，如可穿戴技术和微电子设备。
性能测试与验证：研究中还对材料的力学和热性能进行了详细测试，验证了其长期稳定性和可靠性。实验结果表明，这种新型制冷器在长时间运行后，其制冷效果和能效表现仍然稳定。
总结展望
总结：本研究成功开发了一种基于聚合物铁电材料的自振荡聚合物制冷器，该设备充分利用了电热效应和电致伸缩效应，实现了高效的自循环制冷功能。通过对材料和设备结构的创新设计，这种新型制冷器在无需外部动力驱动的情况下，展示了出色的制冷功率密度（6.5 W g^-1）和能效比（COP高达58）。此外，该设备在4 K温度跨度下，依然能维持24的高COP，显示出其在实际应用中的巨大潜力。这些成果不仅提高了制冷设备的能效和环保特性，也为制冷技术的未来发展方向提供了新的思路。
展望：
未来，这种自振荡聚合物制冷技术有望在多个领域得到应用，特别是在需要小型化、高效能和环境友好型制冷解决方案的领域，如可穿戴设备、微电子制冷和个人化热管理系统。随着材料科学和制冷技术的进一步发展，我们期待能够对这种聚合物铁电材料进行更多功能的集成和优化，如增强其机械稳定性和热效率，扩大其温度工作范围，以及探索其在更广泛的商业和工业应用中的可行性。此外，针对当前技术的局限性，如长期稳定性和在更广温差下的性能表现，未来的研究应该聚焦于材料耐久性的提升和系统集成的优化。通过不断的技术创新和系统设计改进，自振荡聚合物制冷器有望实现更广泛的商业化应用，从而推动全球制冷行业向着更绿色、更高效的方向发展。
文章信息
Self-oscillating polymeric refrigerator with
high energy efficiency
Donglin Han, Yingjing Zhang, Cenling Huang, Shanyu Zheng, Dongyuan Wu, Qiang Li, Feihong Du, Hongxiao Duan, Weilin Chen
, Junye Shi, Jiangping Chen, Gang Liu, Xin Chen & Xiaoshi Qian
doi.org/10.1038/s41586-024-07375-3
声明：本文翻译以及图片来源于《nature》，如有侵权，后台请联系删！
关于我们
官网：https://t.cn/A6TlOdb6
长沙原子创意信息科技有限公司，为您提供更专业、更优质、更贴心的科研绘图服务。企业成立以来，一直秉承着“诚信经营，客户需求至上”的理念，专注于期刊封面、论文插图和TOC图等业务的设计与制作。截至目前，企业拥有多名硕博科研背景、设计艺术专业等经验丰富的设计师，业务范围涵盖化学、材料、医学和环境等专业领域，客户遍布全球，设计作品先后发表在包括Nature、AAAS 、Wiley 、ACS 、RSC 、 CellElsevier、Springer、KeAi等出版社。
特别说明：本文由原子创意原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。
研究背景
在全球能源消耗中，空间冷却占据了相当大的比例。传统制冷技术，尤其是基于压缩的制冷系统，虽然广泛应用于日常生活和工业生产中，但其能源效率相对较低，且使用的制冷剂往往具有较高的全球变暖潜能（GWP）。这不仅消耗大量电力，还对环境造成了重大负担。
当前问题
目前市场上的制冷设备大多依赖于外部机械设备来驱动制冷循环，如活塞、泵等，这不仅增加了系统的能耗，还限制了设备的迷你化和集成化发展。同时，这些制冷系统的制冷功率密度和能效比（COP）通常较低，难以满足日益增长的高效节能需求。此外，制冷剂的环境影响和制冷系统的操作复杂性，进一步限制了其应用范围和效率。
新的思路
在本研究中，我们提出了一种全新的自振荡聚合物制冷器，该制冷器利用聚合物铁电材料的电热效应和电致伸缩效应，实现了无外部驱动的自循环制冷。这种设备不仅能有效降低能耗，还能通过简化系统结构，实现设备的轻量化和迷你化。最关键的是，这种新型制冷器展现出极高的制冷功率密度（6.5 W g−1）和优异的能效比（COP超过58），为实现高效、环保、低碳的制冷提供了可能。此外，这种设备还可以灵活调节制冷与加热模式，更好地适应不同的应用需求，展现出广阔的应用前景。
研究内容
材料和设备设计:本研究开发了一种基于聚合物铁电材料的薄膜制冷设备。这种设备利用了聚合物铁电材料的电热效应（ECE）和电致伸缩效应，实现了无需外部动力的自循环制冷。该设备采用的是改性的聚(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CFE)) 聚合物，通过优化分子结构，实现了高性能的ECE和电致伸缩性能。
制冷循环与能效：设备在单次交流电刺激下，可以通过其工作体自身进行热循环和机械循环，从而无需外部驱动元件。在实验中，该原型设备展示了6.5 W g^-1 的直接测量制冷功率密度和高达58的峰值能效比（COP），这在开放环境下，对应于4 K温度跨度的24 COP。
温度范围和应用：设备在不同的操作模式下能够进行冷却和加热，展示了灵活的热管理能力。该技术在微型化和集成化方面具有显著优势，非常适合需要小型化或定制化热管理解决方案的应用，如可穿戴技术和微电子设备。
性能测试与验证：研究中还对材料的力学和热性能进行了详细测试，验证了其长期稳定性和可靠性。实验结果表明，这种新型制冷器在长时间运行后，其制冷效果和能效表现仍然稳定。
总结展望
总结：本研究成功开发了一种基于聚合物铁电材料的自振荡聚合物制冷器，该设备充分利用了电热效应和电致伸缩效应，实现了高效的自循环制冷功能。通过对材料和设备结构的创新设计，这种新型制冷器在无需外部动力驱动的情况下，展示了出色的制冷功率密度（6.5 W g^-1）和能效比（COP高达58）。此外，该设备在4 K温度跨度下，依然能维持24的高COP，显示出其在实际应用中的巨大潜力。这些成果不仅提高了制冷设备的能效和环保特性，也为制冷技术的未来发展方向提供了新的思路。
展望：
未来，这种自振荡聚合物制冷技术有望在多个领域得到应用，特别是在需要小型化、高效能和环境友好型制冷解决方案的领域，如可穿戴设备、微电子制冷和个人化热管理系统。随着材料科学和制冷技术的进一步发展，我们期待能够对这种聚合物铁电材料进行更多功能的集成和优化，如增强其机械稳定性和热效率，扩大其温度工作范围，以及探索其在更广泛的商业和工业应用中的可行性。此外，针对当前技术的局限性，如长期稳定性和在更广温差下的性能表现，未来的研究应该聚焦于材料耐久性的提升和系统集成的优化。通过不断的技术创新和系统设计改进，自振荡聚合物制冷器有望实现更广泛的商业化应用，从而推动全球制冷行业向着更绿色、更高效的方向发展。
文章信息
Self-oscillating polymeric refrigerator with
high energy efficiency
Donglin Han, Yingjing Zhang, Cenling Huang, Shanyu Zheng, Dongyuan Wu, Qiang Li, Feihong Du, Hongxiao Duan, Weilin Chen
, Junye Shi, Jiangping Chen, Gang Liu, Xin Chen & Xiaoshi Qian
doi.org/10.1038/s41586-024-07375-3
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#逆转裁判[超话]#
【授权搬运】#响茜#
来源：かしお
原链接：https://t.cn/A6HyWLRm
灵感来源要结合上次搬运的图（链接放评论区）34岁响x35岁茜的10年后if世界
阅读顺序从左到右，从上到下
p1
茜：牙琉检察官…
响：哦呀，刑警君，好久不见
茜：自半年前的审判以来（一直没见）呢
响：已经过了那么久了啊，这意味着我也变老了呢哈哈哈
茜：请不要说那种大叔一样的话～
茜：但我得说下，就是你的那个叫法啊！（刑警君什么的）我觉得我已经成为科学搜查官很多年了吧！
响：……
响：抱歉抱歉，之前的口癖不小心没改过来：）
茜：不知道为什么，我特别想吃花林糖：（
茜：对了，我现在要去局长办公室传达资料，那我就先告辞啦
接p2:
响：……搜查官（这个地方本来想叫刑警君，我猜的，黑色那块被涂掉的）
茜：诶？
响os：以前的口癖……那肯定是骗人的啦。
响os：因为你离我明明那么近其实却很遥远的这件事实摆在面前令我心痛
茜：……嗯？
响：下次再见面的时候也要精神满满哦
茜：（乖巧点头）检察官也是，要好好的哦
“多想让你一直都是我的‘刑警君’啊…”
翻译完了
卡西欧老师，女神中的女神，女神中的支配者怎么这么会写这么会画
【授权搬运】#响茜#
来源：かしお
原链接：https://t.cn/A6HyWLRm
灵感来源要结合上次搬运的图（链接放评论区）34岁响x35岁茜的10年后if世界
阅读顺序从左到右，从上到下
p1
茜：牙琉检察官…
响：哦呀，刑警君，好久不见
茜：自半年前的审判以来（一直没见）呢
响：已经过了那么久了啊，这意味着我也变老了呢哈哈哈
茜：请不要说那种大叔一样的话～
茜：但我得说下，就是你的那个叫法啊！（刑警君什么的）我觉得我已经成为科学搜查官很多年了吧！
响：……
响：抱歉抱歉，之前的口癖不小心没改过来：）
茜：不知道为什么，我特别想吃花林糖：（
茜：对了，我现在要去局长办公室传达资料，那我就先告辞啦
接p2:
响：……搜查官（这个地方本来想叫刑警君，我猜的，黑色那块被涂掉的）
茜：诶？
响os：以前的口癖……那肯定是骗人的啦。
响os：因为你离我明明那么近其实却很遥远的这件事实摆在面前令我心痛
茜：……嗯？
响：下次再见面的时候也要精神满满哦
茜：（乖巧点头）检察官也是，要好好的哦
“多想让你一直都是我的‘刑警君’啊…”
翻译完了
卡西欧老师，女神中的女神，女神中的支配者怎么这么会写这么会画
【Science】：量子干涉中的新技术：动量交换降低多普勒退相干
特别说明：本文由原子创意原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。
研究背景
量子光学研究中，激光冷却的大量原子通过无限范围的光子介导的相互作用，展现了强大的量子模拟和感应平台的潜力。这些系统利用光学腔增强原子与光的相互作用，通过精细控制原子的内部和运动状态，为量子计算、量子模拟和量子度量提供了新的可能性。特别是，通过腔体介导的动量交换相互作用，原子之间可以通过集体发射和吸收光子来交换它们的动量状态，这类似于自旋交换或XX集体海森堡相互作用。
当前问题
虽然通过光学腔实现的原子相互作用极大地推动了量子多体系统的发展，但在实际应用中，如量子感测和度量中，如何精确控制这些相互作用以及如何有效抑制由多普勒展宽引起的退相干仍然是一大挑战。多普勒展宽是由于原子运动导致的能级频率展宽，这会影响系统的相干性和量子信息的准确传输。
新的思路
在本研究中，我们通过实验实现了一个单位腔体介导的动量交换相互作用，展示了如何在没有内部原子自由度参与的情况下，模拟量子磁性和超导性的XX-海森堡模型。通过创建原子密度光栅并利用动量交换抑制多普勒退相干，我们的方法类似于莫斯堡尔光谱学中使用的技术。这种新的交换相互作用不仅扩展了物质波干涉仪的功能，还可能为模拟超导体和动态规范场等复杂量子系统提供新的实验平台。
研究内容
本文主要研究了通过腔体介导的动量交换相互作用来抑制多普勒退相干的新技术。在实验中，使用激光冷却的铷原子（\(^{87}Rb\)），这些原子在一个垂直配置的双镜立波腔中被冷却和操作。实验利用了两束频率不同的激光非共振注入腔中，通过两光子拉曼跃迁或仅改变动量状态的布拉格跃迁来驱动原子。原子被初始化在地面超精细状态中，并通过布拉格激光形成动量叠加状态，实现了原子动量态的精确控制。
动量交换相互作用是通过原子密度光栅与立波腔模的相互作用实现的。这种相互作用表现为原子对的集体动量状态交换，这可以通过共同腔模式下光子的集体发射和吸收来描述。通过这种方式，实验上观察到了全体至全体的伊辛型相互作用，并且出现了多体能隙，有效地将干涉仪的物质波包束缚在一起，从而抑制了由于多普勒展宽而导致的退相干。
实验设定中，腔模的频率被设置为与D2循环跃迁蓝移大约500 MHz。一个被调控频率的调制激光在典型情况下与腔共振频率相差一个兆赫茨范围内。实验通过调整注入激光的频率偏移，优化了腔模与原子相互作用的共振条件，从而实现了高效的动量交换。
总结展望
研究总结：
通过这些实验，研究团队不仅展示了在没有内部原子自由度参与的情况下，如何在动量基础上实现量子磁性和超导模型的模拟，而且还为未来通过量子模拟来探索复杂量子相和动态规范场等提供了新的实验平台。成功地在实验上实现了通过腔体介导的动量交换相互作用，为量子模拟和量子感测领域提供了新的技术路径。通过操控铷原子内部的动量态，我们展示了如何在没有内部自由度参与的情况下，实现对动量态的精确控制，并通过动量交换相互作用有效地抑制了由多普勒退相干引起的影响。这一成果不仅加深了我们对量子多体系统动力学的理解，也为高精度量子测量技术的发展打下了坚实的基础。
展望：
这项技术的进一步发展将有助于实现更为复杂的量子相模拟，如模拟超导体和动态规范场。此外，这种通过腔体介导的动量交换相互作用的方法，能够为探索与量子信息有关的基本物理问题提供独特的实验平台，如探索不同量子态之间的转换机制及其对量子系统稳定性的影响。同时，该技术的进步还可能推动量子计算机和量子网络中关键技术的突破，尤其是在实现高效率的量子信息传输和处理方面。
文章信息
Momentum-exchange interactions in a Bragg atom
interferometer suppress Doppler dephasing
Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Vanessa P. W. Koh, John D. Wilson, Anjun Chu, Murray J. Holland,Ana Maria Rey, James K. Thompson
声明：本文翻译以及图片来源于《science》，如有侵权，后台请联系删！
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长沙原子创意信息科技有限公司，为您提供更专业、更优质、更贴心的科研绘图服务。企业成立以来，一直秉承着“诚信经营，客户需求至上”的理念，专注于期刊封面、论文插图和TOC图等业务的设计与制作。截至目前，企业拥有多名硕博科研背景、设计艺术专业等经验丰富的设计师，业务范围涵盖化学、材料、医学和环境等专业领域，客户遍布全球，设计作品先后发表在包括Nature、AAAS 、Wiley 、ACS 、RSC 、 CellElsevier、Springer、KeAi等出版社。
特别说明：本文由原子创意原创撰写，旨在分享相关科研知识。因学识有限，难免有所疏漏和错误，请读者批判性阅读，也恳请大方之家批评指正。
研究背景
量子光学研究中，激光冷却的大量原子通过无限范围的光子介导的相互作用，展现了强大的量子模拟和感应平台的潜力。这些系统利用光学腔增强原子与光的相互作用，通过精细控制原子的内部和运动状态，为量子计算、量子模拟和量子度量提供了新的可能性。特别是，通过腔体介导的动量交换相互作用，原子之间可以通过集体发射和吸收光子来交换它们的动量状态，这类似于自旋交换或XX集体海森堡相互作用。
当前问题
虽然通过光学腔实现的原子相互作用极大地推动了量子多体系统的发展，但在实际应用中，如量子感测和度量中，如何精确控制这些相互作用以及如何有效抑制由多普勒展宽引起的退相干仍然是一大挑战。多普勒展宽是由于原子运动导致的能级频率展宽，这会影响系统的相干性和量子信息的准确传输。
新的思路
在本研究中，我们通过实验实现了一个单位腔体介导的动量交换相互作用，展示了如何在没有内部原子自由度参与的情况下，模拟量子磁性和超导性的XX-海森堡模型。通过创建原子密度光栅并利用动量交换抑制多普勒退相干，我们的方法类似于莫斯堡尔光谱学中使用的技术。这种新的交换相互作用不仅扩展了物质波干涉仪的功能，还可能为模拟超导体和动态规范场等复杂量子系统提供新的实验平台。
研究内容
本文主要研究了通过腔体介导的动量交换相互作用来抑制多普勒退相干的新技术。在实验中，使用激光冷却的铷原子（\(^{87}Rb\)），这些原子在一个垂直配置的双镜立波腔中被冷却和操作。实验利用了两束频率不同的激光非共振注入腔中，通过两光子拉曼跃迁或仅改变动量状态的布拉格跃迁来驱动原子。原子被初始化在地面超精细状态中，并通过布拉格激光形成动量叠加状态，实现了原子动量态的精确控制。
动量交换相互作用是通过原子密度光栅与立波腔模的相互作用实现的。这种相互作用表现为原子对的集体动量状态交换，这可以通过共同腔模式下光子的集体发射和吸收来描述。通过这种方式，实验上观察到了全体至全体的伊辛型相互作用，并且出现了多体能隙，有效地将干涉仪的物质波包束缚在一起，从而抑制了由于多普勒展宽而导致的退相干。
实验设定中，腔模的频率被设置为与D2循环跃迁蓝移大约500 MHz。一个被调控频率的调制激光在典型情况下与腔共振频率相差一个兆赫茨范围内。实验通过调整注入激光的频率偏移，优化了腔模与原子相互作用的共振条件，从而实现了高效的动量交换。
总结展望
研究总结：
通过这些实验，研究团队不仅展示了在没有内部原子自由度参与的情况下，如何在动量基础上实现量子磁性和超导模型的模拟，而且还为未来通过量子模拟来探索复杂量子相和动态规范场等提供了新的实验平台。成功地在实验上实现了通过腔体介导的动量交换相互作用，为量子模拟和量子感测领域提供了新的技术路径。通过操控铷原子内部的动量态，我们展示了如何在没有内部自由度参与的情况下，实现对动量态的精确控制，并通过动量交换相互作用有效地抑制了由多普勒退相干引起的影响。这一成果不仅加深了我们对量子多体系统动力学的理解，也为高精度量子测量技术的发展打下了坚实的基础。
展望：
这项技术的进一步发展将有助于实现更为复杂的量子相模拟，如模拟超导体和动态规范场。此外，这种通过腔体介导的动量交换相互作用的方法，能够为探索与量子信息有关的基本物理问题提供独特的实验平台，如探索不同量子态之间的转换机制及其对量子系统稳定性的影响。同时，该技术的进步还可能推动量子计算机和量子网络中关键技术的突破，尤其是在实现高效率的量子信息传输和处理方面。
文章信息
Momentum-exchange interactions in a Bragg atom
interferometer suppress Doppler dephasing
Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Vanessa P. W. Koh, John D. Wilson, Anjun Chu, Murray J. Holland,Ana Maria Rey, James K. Thompson
声明：本文翻译以及图片来源于《science》，如有侵权，后台请联系删！
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长沙原子创意信息科技有限公司，为您提供更专业、更优质、更贴心的科研绘图服务。企业成立以来，一直秉承着“诚信经营，客户需求至上”的理念，专注于期刊封面、论文插图和TOC图等业务的设计与制作。截至目前，企业拥有多名硕博科研背景、设计艺术专业等经验丰富的设计师，业务范围涵盖化学、材料、医学和环境等专业领域，客户遍布全球，设计作品先后发表在包括Nature、AAAS 、Wiley 、ACS 、RSC 、 CellElsevier、Springer、KeAi等出版社。
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