近日，香港科技大学（HKUST）的研究人员在材料科学领域取得了突破性进展，开发了一种名为Ti78Nb22的新型弹性合金。这种开创性的材料不仅突破了传统金属的局限性，而且有望在可持续加热和冷却技术方面取得重大飞跃。这种合金在固态热泵中的效率极为出色，在机械应力作用下，其可逆温度变化（ΔT）的能力大约是标准金属的20倍。

对更加可持续的供暖解决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。在建筑和工业领域，通常通过燃烧化石燃料满足，这种方法对环境造成了破坏，由此产生的温室气体排放和巨大的能源消耗也带来了重大挑战。因此目前迫切需要能够减轻这些环境问题并提高能源效率的替代方法。

为应对这一挑战，孙庆平教授带领的研究团队利用热弹效应（TeE），设计了一种创新方法。该方法的理念是利用材料在弹性变形过程中产生的热量，为依赖相变的传统机械热泵提供一种环保替代方案。历史上，热弹性效应曾被认为强度太弱，难以用于实际应用，因此被束之高阁，仅在19世纪物理学的文献中被Kelvin、Joule和Duhamel等先驱者探索过其潜力。

孙教授团队的开创性工作最终促成了[100]织构的Ti78Nb22马氏体多晶合金的开发。这种先进的合金材料在经历线性弹性变形时，能够实现4-5K的可逆温度变化。与典型的金属材料相比，这种效率是其20倍之多，后者仅能引起0.2K的温度变化。这一突破使Ti78Nb22合金成为传统蒸汽压缩热泵中制冷剂的有力竞争者，也为未来能源性能增强提供了可能性。

也许更令人感兴趣的是该研究团队的这一论断：某些铁弹性合金可以通过精心设计产生高达22K的温度波动。这项研究进展为构建绿色热泵的新时代奠定了基础，其潜在意义十分显著，也促使我们对现有技术进行重新评估，有可能将热供应领域转变为注重环境可持续性的方向。

在阐述研究结果影响的声明中，孙教授将这项研究描述为一项具有变革意义的进展，它改变了长期以来人们认为热弹效应在实际应用中缺乏足够强度这一观点。该研究的第一作者黎桥博士进一步强调，随着全球减少碳排放的努力变得愈发紧迫，这项技术为在供暖应用中摆脱对化石燃料的依赖提供了一个关键的解决方案。随着研究团队朝着开发适用于工业用途的原型热泵迈进，他们工作的潜在社会效益已显而易见。