迄今为止，水电厂和核电站都是靠加热水蒸气驱动涡轮机发电， 现在新发明的相变合金多铁性材料，加热会高度磁化，诱发电流，直接把热能转换成电能，可用于电厂，取代水蒸气，

　　多铁性材料这种材料，至少表现出两种“含铁”属性，总共有三种：铁磁性（ferromagnetism），就像铁磁体，会自发磁化，铁电性（ferroelasticity）会自发形成两极，而铁拉伸性（ferroelasticity）会自发收缩。有一种自然的方式表现铁拉伸性，就是经过相变，一种晶体结构突然扭曲，变成另一种，就是所谓的马氏体（martensitic）相变。

　　发电不用水蒸汽，詹姆斯小组的想法是使用马氏体相变，这种相变天然出现在一些多铁性材料中。利用马氏体相变数学理论，这项开发依靠国家科学基金会（NSF）的资助，研究人员发现一种方法，可系统地调整多铁性材料的成分，能够打开和关闭相变。

　　一般金属能够这样切换相变，受阻于一种特性，称为“磁滞”（hysteresis），也就是需要多长时间，金属的磁性才能赶上相变。如果时间太长，就会阻碍金属来回切换相变性能。

　　不断发展的合金

　　“关键的想法是操纵合金成分，这样，两种晶体结构就可以完美地结合在一起，”詹姆斯说。 “做到这一点后，相变滞后就会急剧下降，变得高度可逆了。”

　　即使在低磁滞合金开始出现后，策略也全是以理论为基础。“为了确保理性预期的磁滞下降，关键是我们要确实看到调整合金的完美接口，”詹姆斯说。

　　为此，詹姆斯携手尼克•西里沃思（Nick Schryvers），后者来自比利时安特卫普大学（University of Antwerp）材料科学实验室电子显微镜中心，这个中心很有名，使用电子显微镜研究相变。他们的研究发现了两种相位之间完美匹配的接口。

　　哈斯勒（Heusler）合金

　　研究人员追求的概念，在合金家族中，叫做哈斯勒合金，这种合金具有磁性，尽管制成它们的金属没有磁性。这一命名是源自德国采矿工程师弗里德里希•哈斯勒（Friedrich Heusler），他首先注意到，铜锰锡（Cu2MnSn）合金具有磁性，尽管分离的元素铜，锰，锡都没有磁性，这一系列合金有着惊人的倾向，表现出磁性。正如詹姆斯指出，哈斯勒也关心马氏体相变。

　　因为在詹姆斯的研究小组工作，博士后研究员维杰•斯里瓦斯塔瓦（Vijay Srivastava）采用这种方法，实现低磁滞，系统地改变了哈斯勒合金二镍锰锡（Ni2MnSn）的成分，形成了Ni45Co5Mn40Sn10（镍钴锰锡）合金。

　　 “Ni45Co5Mn40Sn10是一种了不起的合金。”詹姆斯说，“低温相位无磁性，但高温相位是一种强磁铁，几乎与相同温度的铁一样强。”研究人员立刻意识到，这种合金可以像相变水，用于电厂。

　　“如果你用小线圈环绕这种合金，加热经过相变，这种突然改变的磁化就会诱发线圈中的电流。”詹姆斯说，“在这个过程中，合金会吸收一些潜热。它直接把热转换成电能。”