Исследователи разработали новое покрытие, которое может стать частью технологии охлаждения зданий без энергозатрат. Это прозрачное оконное покрытие, которое позволит снизить температуру внутри помещений.
По оценкам исследований, на системы охлаждения приходится около 15% мирового потребления энергии. Разработанное оконное покрытие позволяет блокировать солнечный ультрафиолетовый и ближний инфракрасный свет — части солнечного спектра, которые обычно проходят через стекло и прогревают помещения.
Однако учёные пошли ещё дальше и разработали материал, который бы удерживал солнечную энергию и пропускал видимый свет. В итоге они представили «прозрачный радиационный охладитель» (transparent radiative cooler, TRC).
Команда сначала построила компьютерные модели TRC, состоящие из чередующихся тонких слоёв обычных материалов, таких как диоксид кремния, нитрид кремния, оксид алюминия или диоксид титана, на стеклянной основе с плёнкой полидиметилсилоксана. Благодаря моделированию они оптимизировали тип, порядок и комбинацию слоёв, используя итеративный подход на машинном обучении и квантовых вычислениях с данными об субатомарных частицах. Этот метод вычислений выполняет оптимизацию быстрее и лучше, чем обычные компьютеры, потому что он может эффективно протестировать все возможные комбинации за доли секунды.
В результате учёные получили требуемую конструкцию покрытия, которая при изготовлении превзошла по характеристикам традиционные TRC.
Исследователи говорят, что в жарких и засушливых регионах такой оптимизированный TRC потенциально может снизить энергопотребление на охлаждение на 31%. Они отмечают, что разработку можно применить на транспорте, например, встраивать в окна автомобилей.
Ранее инженеры Массачусетского технологического института представили охлаждающее устройство без электропитания, которое работает за счёт охлаждения с помощью испарения и излучения.
