Pe măsură ce schimbările climatice intensifică căldura verii, cererea de tehnologii de răcire a clădirilor este în creștere. Așa a apărut lacul transparent pentru ferestre, transmite publicația Tech Xplore.
În momentul de față, cercetătorii folosesc tehnologie avansată de calcul și inteligență artificială pentru a proiecta lacul transparent pentru ferestre, care ar putea scădea temperatura din interiorul clădirilor fără a consuma nici măcar un watt de energie.
Studiile au estimat că răcirea reprezintă aproximativ 15% din consumul global de energie. Această cerere ar putea fi redusă folosind un lac transparent aplicat pe ferestre, care ar putea bloca lumina ultravioletă și aproape infraroșie a soarelui (părțile spectrului solar care trec de obicei prin sticlă pentru a încălzi o cameră închisă)
Consumul de energie ar putea fi redus și mai mult dacă stratul de acoperire radiază căldură de la suprafața ferestrei la o lungime de undă care trece prin atmosferă în spațiul cosmic. Însă materialele care să îndeplinească aceste criterii simultan și să transmită și lumină vizibilă sunt dificil de proiectat.
Eungkyu Lee, Tengfei Luo și colegii lor și-au propus să proiecteze un „răcitor radiativ transparent” (TRC) care ar putea rezolva aceste probleme.
Echipa a construit modele computerizate de TRC constând din straturi subțiri alternante de materiale comune, cum ar fi dioxid de siliciu, nitrură de siliciu, oxid de aluminiu sau dioxid de titan pe o bază de sticlă, acoperită cu o peliculă de polidimetilsiloxan.
Ei au optimizat tipul, ordinea și combinația straturilor folosind o abordare iterativă ghidată de învățarea automată și calculul cuantic, care stochează date folosind particule subatomice. Această metodă de calcul realizează optimizarea mai rapid și mai bine decât computerele convenționale, deoarece poate testa eficient toate combinațiile posibile într-o fracțiune de secundă.
Noua metodă ar putea reduce consumul de energie al răcirii cu 31% în comparație cu ferestrele convenționale
Acest lucru a produs un design de lac de acoperire care, atunci când este fabricat, depășește atât performanța TRC-urilor proiectate convențional, cât și unele dintre cele mai bune geamuri cu reducere a căldurii de pe piață.
În orașele calde și uscate, spun cercetătorii, TRC-ul optimizat ar putea reduce consumul de energie al răcirii cu 31% în comparație cu ferestrele convenționale. Ei notează că descoperirile lor ar putea avea și alte aplicații, deoarece TRC-urile ar putea fi utilizate și pe geamurile mașinilor și camioanelor.
În plus, tehnica de optimizare activată de calculul cuantic ar putea fi utilizată pentru a proiecta și alte tipuri de materiale compozite.
