近日，香港科技大學（HKUST）的研究人員在材料科學領域取得了突破性進展，開發了一種名為Ti78Nb22的新型彈性合金。這種開創性的材料不僅突破了傳統金屬的局限性，而且有望在可持續加熱和冷卻技術方面取得重大飛躍。這種合金在固態熱泵中的效率極為出色，在機械應力作用下，其可逆溫度變化（ΔT）的能力大約是標準金屬的20倍。

對更加可持續的供暖解決方案的迫切需求主要源于全球近一半的能源消耗都被用于供暖。在建筑和工業領域，通常通過燃燒化石燃料滿足，這種方法對環境造成了破壞，由此產生的溫室氣體排放和巨大的能源消耗也帶來了重大挑戰。因此目前迫切需要能夠減輕這些環境問題并提高能源效率的替代方法。

為應對這一挑戰，孫慶平教授帶領的研究團隊利用熱彈效應（TeE），設計了一種創新方法。該方法的理念是利用材料在彈性變形過程中產生的熱量，為依賴相變的傳統機械熱泵提供一種環保替代方案。歷史上，熱彈性效應曾被認為強度太弱，難以用于實際應用，因此被束之高閣，僅在19世紀物理學的文獻中被Kelvin、Joule和Duhamel等先驅者探索過其潛力。

孫教授團隊的開創性工作最終促成了[100]織構的Ti78Nb22馬氏體多晶合金的開發。這種先進的合金材料在經歷線性彈性變形時，能夠實現4-5K的可逆溫度變化。與典型的金屬材料相比，這種效率是其20倍之多，后者僅能引起0.2K的溫度變化。這一突破使Ti78Nb22合金成為傳統蒸汽壓縮熱泵中制冷劑的有力競爭者，也為未來能源性能增強提供了可能性。

也許更令人感興趣的是該研究團隊的這一論斷：某些鐵彈性合金可以通過精心設計產生高達22K的溫度波動。這項研究進展為構建綠色熱泵的新時代奠定了基礎，其潛在意義十分顯著，也促使我們對現有技術進行重新評估，有可能將熱供應領域轉變為注重環境可持續性的方向。

在闡述研究結果影響的聲明中，孫教授將這項研究描述為一項具有變革意義的進展，它改變了長期以來人們認為熱彈效應在實際應用中缺乏足夠強度這一觀點。該研究的第一作者黎橋博士進一步強調，隨著全球減少碳排放的努力變得愈發緊迫，這項技術為在供暖應用中擺脫對化石燃料的依賴提供了一個關鍵的解決方案。隨著研究團隊朝著開發適用于工業用途的原型熱泵邁進，他們工作的潛在社會效益已顯而易見。