加熱和冷卻系統是最大的能源消耗者之一，這導致了氣候變化的惡性循環。現在，伯克利實驗室的工程師們已經開發出一種新技術，通過在固態和液態之間切換材料來進行加熱和冷卻。目前使用的大多數空調和製冷系統是通過蒸汽壓縮工作的，其中製冷劑在液體和氣體之間循環。

在液體狀態下，製冷劑從房間或空間吸收熱量並變成蒸汽，然後被壓縮並冷凝成液體，在此過程中把熱量轉移出去。液體最終重新進入蒸發器，繼續循環。

問題是，這些系統並不十分環保。它們不僅消耗大量的能源，而且所使用的蒸汽如果逃逸到大氣中，也是強有力的溫室氣體。科學家們正在開發替代技術，但很難找到任何有效、高效和環保的技術。

為了更好地控制製冷劑，科學家們正在研究其他類型的相變材料，它們在固體和液體之間而不是液體和氣體之間轉換。這些材料已經出現在衣服、咖啡杯和建築材料中，而且這種變化通常由壓力、扭曲、磁力或電場等力量引發。

一段說明”離子冷卻”的動畫。在相變材料中加入離子使其融化並吸收熱量，而去除離子則使其結晶為固體並釋放其儲存的熱量。

在新的研究中，伯克利實驗室的團隊開發了一種新的相變材料，它在不同的觸發器上起作用–離子的流動。這種材料是由碘和鈉的鹽，加上一種叫做碳酸乙烯的有機溶劑組成的。當電流被施加到固體材料上時，離子被添加到它身上，它就會融化，從其周圍吸收熱量。反之，離子被從材料中抽走，它又結晶成固體，釋放出其儲存的熱量。

該團隊將這一過程稱為”離子冷卻”。在實驗中，該系統相當有效–在僅僅0.22伏的電壓下，該材料的溫度改變了25℃（45°F），這遠遠大於其他相變冷卻系統的效率。

在這些早期階段，該團隊說該技術在效率、環境友好性和成本方面看起來很有希望。但仍有很多工作要做，以調查它的規模有多大，並測試基於相同原理的不同類型的材料。

該研究發表在《科學》雜誌上。