国立材料科学研究所（NIMS）与国立技术学院大岛分校的联合研究团队，近期成功开发出一种新型再生材料，该材料仅由铜、铁和铝等常见元素构成，无需依赖稀土金属或液态氦即可实现约4K（约-269°C）的低温冷却。这一突破为替代传统依赖稀土的低温冷却技术提供了新途径。

研究团队利用磁性材料中的“挫败”特性，即在三角形晶格结构中自旋方向难以同时满足对齐条件，使材料在极低温度下仍保持高比热。所开发的CuFe0.98Al0.02O2（CFAO）材料，其冷却性能与传统的稀土化合物HoCu2相当，为解决液态氦资源短缺及医疗MRI、量子计算机等领域的稳定冷却需求提供了可行方案。

在低温冷却技术领域，当前系统对液态氦和稀土资源的依赖较强，而这些资源的供应不稳定且面临枯竭风险。例如，用于再生材料的钬年产量仅约100吨，且分布不均。随着医疗影像和量子计算等领域对低温冷却的需求预计将持续增长，开发不依赖稀缺资源的新型冷却技术显得尤为迫切。

这项研究成果已于2025年12月22日发表在学术期刊《Scientific Reports》上。研究首次证明，无需稀土的磁性再生材料在机械冷却器中具有实际应用性能，标志着低温冷却技术向更可持续、环保的方向迈出重要一步。

未来，这种基于丰富元素的新型低温冷却材料有望广泛应用于医疗MRI设备和量子计算机系统，支持相关行业的稳定发展。研究团队表示，该材料不仅性能可靠，还有助于降低对稀有资源的依赖，推动低温冷却技术的绿色转型。