Ученые с помощью искусственного интеллекта разработали оконное покрытие, которое может снизить температуру внутри помещения. При этом не понадобится никаких энергетических затрат, а материал сохранит прозрачность и не будет мешать обзору. Исследование опубликовано в журнале ACS Energy Letters.
Глобальное потепление приводит к тому, что люди все чаще пользуются, например, кондиционерами. Из-за этого растет общее потребление энергии, особенно летом. Сегодня на охлаждение приходится около 15% мирового потребления энергии. Этот показатель существенно снизится, если оконные покрытия зданий смогут блокировать ультрафиолетовый и ближний инфракрасный свет солнца. Стекло пропускает эти лучи, в результате чего помещение нагревается. А если покрытие будет излучать тепло на длине волны, которая проходит через атмосферу в космическое пространство, затраты на охлаждение помещений станут ниже. Однако трудно разработать материалы, которые могли бы одновременно соответствовать этим критериям, но при этом пропускать видимый свет и не мешать обзору.
Для решения проблемы международная команда ученых разработала прозрачный радиационный охладитель (transparent radiative cooler, TRC). Исследователи создали компьютерные модели TRC. Ученые чередовали тонкие слои обычных материалов (диоксид кремния, нитрид кремния, оксид алюминия или диоксид титана) на стеклянной основе, покрыв их пленкой полидиметилсилоксана (в бытовом применении этот полимер известен как силикон). Исследователям удалось оптимизировать тип, порядок и комбинацию слоев при помощи машинного обучения и квантовых вычислений. В результате специалисты получили дизайн покрытия, которое при изготовлении превосходит характеристики традиционных стеклопакетов и может охлаждать помещения.
По словам исследователей, в жарких и сухих городах оптимизированный TRC потенциально может снизить потребление энергии на охлаждение на 31% по сравнению с обычными окнами. Они отмечают, что разработку можно применять не только для остекления знаний, но и в автомобилестроении. Кроме того, метод оптимизации данных с использованием квантовых вычислений может быть использован для разработки других композитных материалов.
Автор: Полина Ячменникова
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
