——记西安交通大学能源与动力工程学院副教授钱苏昕
　　
□　刘有婷

　　
　　
　　培根曾说：“知识是一种快乐，而好奇心是知识的萌芽。”对于个人来说，好奇心能为心灵提供养分，激发创造力，促使人们发现全新的世界。“85后”钱苏昕正是在好奇心的驱使下，不断攀登科研高峰，逐步成长为西安交通大学（以下简称“西交大”）能源与动力工程学院副教授的。在清华大学读本科时，一门专业课让钱苏昕对制冷原理产生了强烈的兴趣，为了破解其中的奥秘，他逐渐踏上了研究之路。
　　
好奇心引领 叩响科研大门
　　常言道，家庭是人生的第一课堂，父母是人生的第一任教师。来自古都西安的钱苏昕，出生于科研世家。其祖父是西交大的老教授，从事显像管研究，曾将等离子电视产业化。其父同样就职于西交大管理学院。长辈们为了科研博览群书的勤奋，搞科研时心无旁骛的专注，都在钱苏昕幼小的心灵中留下了深深的烙印。
　　“在我上小学时，最好的玩伴就是书，只要给我一本书，我就能看一下午。”采访中钱苏昕回忆道。那时年幼的他经常跟随着爷爷、爸爸前往实验室，看着大人们搞科研。可以说，科学研究就是那时在他幼小的心里埋下了种子。
　　在家庭良好氛围的熏陶下，钱苏昕的学习成绩也一直名列前茅，一举进入我国的顶尖学府清华大学，就读于建筑环境与设备工程系。在这里他遇到了科研方向的启蒙老师。“‘空气调节用制冷技术’这门课给我留下了很深的印象，石文星老师深入浅出地讲解了蒸气压缩制冷系统的基本原理，让我开阔眼界的同时也让我对制冷设备产生了浓厚的兴趣。”钱苏昕回忆说。之后在查阅资料的时候，他无意中读到了《制冷与低温技术原理》一书，第一次了解到固态制冷。在哪里能够深入学习并参与这些前沿方向的研究呢？他的心中满是好奇。在向石教授咨询后，他决定申请美国马里兰大学机械工程系进一步深造，并在那里与固态制冷技术结下了不解之缘。
　　人一生中会遇到很多次选择，不同的选择，决定了不同的方向。博士期间，钱苏昕原本是跟随国际空调制冷领域知名学者拉德马克教授从事吸附式制冷及吸附式储能方向的研究，并已有了初步成果。然而在一年后，同校材料科学系的竹内一朗教授在研究中发现，镍钛合金丝在被拉伸时可以产生20℃的温度变化，有潜力应用于制冷，然而将材料单次的制冷效应转化到能够连续供冷的制冷设备要面临多个关键问题，需要与机械系教授开展联合研究。是放弃还是继续进行吸附式制冷研究呢？初次听到这个挑战性的任务，钱苏昕犹豫了。最后在博士导师的鼓励下，向来喜欢探索新鲜事物的他接受了这份挑战。
　　“当时这一方向的研究没有太多的资料可以查，而且导师在这个新方向的经验也有限，我就感到非常困惑。但我觉得只要不断地试错，试得多了，总能走出一条相对比较正确的路。”凭着这份执着与勇气，他参与了美国能源部ARPA-e的弹热制冷课题的研究。接下来的3年中，他不惧失败、大胆尝试，不断探索新的方案，最终搭建了世界上首台水冷型弹热制冷原型机。这一经历也为他在回国后继续从事弹热制冷技术性能提升和拓展应用的研究奠定了基础。
　　据了解，随着全球变暖愈演愈烈，世界各国都开始重视减排技术，并于2015年、2016年相继签订《巴黎协议》和《蒙特利尔协定基加利修正案》，希望能减少温室气体尤其是氟代烃制冷剂的排放，从而减小温室气体导致的气候变化的负面影响。而氟代烃被广泛用作空调制冷系统的制冷剂，具有极强的温室气体效应，是二氧化碳的千百倍以上。可喜的是固态制冷技术中采用固体作为制冷剂，所以并不会挥发到空气里，其温室气体直接排放效应为零，对环境友好。尽管该技术尚未落地，但其未来的应用前景相当可观。尤其是钱苏昕研究的弹热制冷技术。据介绍，该技术是利用镍钛形状记忆合金在轴向拉伸、压缩、扭转作用下发生可逆相变，并利用该相变潜热制冷的新型固态制冷技术。除了环保的优势，弹热制冷还具有低震动、低噪声的特性，并能被低品位热源驱动。“自2016年回国之后直到今天，甚至到以后10年，我还将继续在这个方向努力，争取进一步推动该技术的发展。”钱苏昕满怀信心地说道。
　　
新起点 新征程
　　2016年，钱苏昕博士毕业，其相恋多年的女友也从清华大学研究生毕业。多年异地恋的他们决定在故乡西安组建自己的小家庭。我国第一所成立制冷与低温专业的西交大就成为他的首选。
　　科研的最终目的是要应用于实践。在能源与动力工程学院“以服务求支持、以共赢谋合作、以贡献促发展”的理念下，钱苏昕在弹热制冷领域不断深入研究，最终创新地提出了把弹热效应用到制冷器件的循环流程、使用材料和系统热力完善度评价弹热制冷和固态制冷技术性能的新方法，以及固态制冷机部分负荷容量调控方法。而这些设想将有望成为未来固态制冷技术的“心脏”。特别是在2019年年底，其主持的国家自然科学基金项目“单级弹热制冷循环性能优化研究”即将结题。“我在博士期间做的原型机存在很多可以改进的地方，例如它在加载过程中存在损失。我们认为可以把加载和传热过程进行耦合，这样将可能减小加载过程的损失。这个项目其中很重要的一部分工作，就是通过数值仿真工具来评估这个新流程，看能不能对它的性能进行提升。”采访中钱苏昕详细地介绍道。
　　一分付出一分收获。钱苏昕多年付出的辛勤与汗水，也迎来了丰收的喜悦。2019年11月29日，美国《科学》杂志在线发表了钱苏昕的合作论文“Fatigue-resistant high-performance elastocaloric materials made by additive manufacturing（增材制造的抗疲劳高性能弹热制冷材料）”。目前钱苏昕已就增材制造镍钛合金的热力学特性及其在弹热制冷器件中的应用开展了理论分析研究。文中指出，考虑到现有弹热制冷器件中卸载功回收技术已经成熟，在认为卸载功可完全回收的情况下，以GB/T7725空调标准工况为例，增材制造镍钛合金样品的热力完善度达60%，接近传统熔铸镍钛合金材料热力完善度的4倍。
　　与此同时，钱苏昕提出的热驱动型弹热制冷循环，也将为下一代离网使用的太阳能空调和太阳能冰箱奠定理论基础。据悉，其主持的国家自然科学基金项目“热驱动的紧凑型弹热制冷系统”即将于2020年开展研究。“目前我们已经做了一年多的预研，申请了多项相关专利，热驱动的弹热制冷系统不仅仅拓展了低品位热能利用的途径，提高了弹热制冷系统的紧凑性，我认为这也是弹热制冷技术比较容易落地的一个方向，因为它不会直接跟传统的蒸气压缩制冷技术竞争，而是与其形成一个互补的关系。”钱苏昕信心满满地说。
　　前沿科技的研究固然重要，但能将科技成果应用于实际，满足企业需求更是科研学者的光荣使命之一。加入西交大后，钱苏昕在冷链末端新产品方向与海尔等公司展开合作，陆续推出卧式风冷冷柜、双温型风幕陈列柜等行业全新产品，其中卧式风冷冷柜曾获多个国际奖项。钱苏昕及其科研团队的全新技术不仅提高了相关企业的经济效益，也促使整个产业的技术水平得到提升。
　　回望来路，钱苏昕满怀感激地说：“一路走来，我得到了许多人的帮助，没有他们的支持与鼓励，就不会有现在的我。家人们对科研的专注与勤奋，潜移默化中使我明白了什么是科研；大学时期石教授的悉心指导，为我指明了科研的方向；博士导师给予我的充分信任，培养了我勇于挑战的勇气与自信。”如今，已为人师的他也将自己在科研方面的心得体会毫无保留地传授给他的学生。他鼓励本科生们要参与到科研一线，在了解何为科研的同时，也让他们更加理性地看待攻读硕士和博士学位的必要性；鼓励同学们积极参加学术交流活动，在聆听国内知名专家学术报告的同时，勇于发表自已的想法，并及时了解行业的前沿信息。科研之路，道阻且长。未来，钱苏昕将和他的学生们一同继续在固态制冷的研究之路上不懈求索，用新的科技成果推动制冷行业的进一步发展。