1802年，约翰·高夫开创性地描述了一种奇特现象：迅速拉伸一块天然橡胶，橡胶突然变得温暖；随后橡胶放松时，又产生凉爽感。这就是弹性热量效应，表示某些材料在外部触发因素下，如拉伸、挤压、磁场或电场等，会产生温度的变化。实际上，在过去的几十年中，研究人员发现了越来越强大的热量材料，推动或挤压这类新型材料，它们将经历破纪录的温度变化，因此有望成为制造环保的冰箱和空调的关键所在。
变形挤压式冷却器的关键是熵变。在高夫的实验中，拉伸橡胶时实际上将里面的长长分子排成了一行，这种对齐方式减少了系统中的分子混乱程度，也就是熵。根据热力学第二定律，一个封闭系统的总熵必须增加，或至少保持恒定。因此，如果高夫使用的橡胶分子结构的熵降低了，那么其他位置的熵必须增加。
目前来看，许多材料至少具有轻微的弹性热量效应，在挤压或拉伸时会略微升温。但是要达到足以在冷却系统中使用的温度变化，材料则需要更大的熵变。形状记忆合金的关键是相变，相变指的是物质从原有状态转变为其他气、液、固态而不引起化合物本质改变。形状记忆合金在产生相变时，其晶体结构的转变就会引起熵变。
早在2012年，马里兰大学的材料科学家Ichiro Takeuchi及其同事就测得，镍钛丝的温度变化可达17摄氏度。三年后，卢布尔雅那大学的Jaka Tušek等人也发现类似的金属丝，温度变化可达25摄氏度。去年，北京科技大学一个研究小组发现了一种新型的镍锰钛形状记忆合金，据说可达到31.5摄氏度的巨大温度变化。
相关材料与研究进展中，巴塞罗那大学的固态物理学家Antoni Planes说：“这是迄今为止性能最好的材料。”北京科技大学发现的镍锰钛形状记忆合金是什么让它如此优越呢？在相变过程中，镍锰合金会收缩，因为体积对应于材料的可能分子构型的数量，所以体积的减小可以导致进一步的熵降。
Planes说：“这一额外的优点使这种材料变得有趣。”另一种有趣的材料则是塑料晶体——新戊二醇。这种材料柔软易变形，其分子松散排列在三维晶格中。它们之间的相互作用很小，可以旋转到大约60个不同的方向。但是当施加足够的压力时，分子的可能构型变少，材料的熵就下降。
去年，有两个团队取得了有史以来最大的气压热量效应。其中一个团队报告的熵变为500 J / kg / K，这是固体材料有史以来发现的最大熵变，与商业流体制冷剂的熵变量相当。其计算出的相应温度变化至少为40摄氏度。另一个团队则属于中国沈阳材料科学国家实验室，报告说其熵变达到389 J / kg / K。
但是对该领域的研究仍然存在许多实际挑战。一方面尽管气压热量材料比弹性热量材料不易疲劳，但需要数千大气压的巨大压力。另一方面，施加这样的压力之前还需要将材料密封。Tušek说：“如果密封整个系统，则材料与周围环境之间进行热交换会变得很困难。”
相比之下，Planes和他的长期合作者Lluís Mañosa则专注于对多种刺激做出反应的多重热量法。多热量设备可能会更复杂，但是多重刺激可能会以更高的效率驱动更大的熵变和温度变化。Planes说：“这一领域的前景一片光明。但是目前我们才刚刚起步。”