ساخت پوشش پنجره که به خنک شدن اتاق کمک می‌کند

همکاری بین المللی چند تیم تحقیقاتی منجر به ساخت یک پوشش پنجره شفاف شده است که می تواند ساختمان ها را بدون صرف انرژی خنک کند.

به گزارش تکناک، تمرکز دانشمندان آب و هوا در حال حاضر بر حمل و نقل، کارخانه ها و فعالیت های ساختمانی به عنوان عوامل اصلی انتشار گازهای گلخانه ای است.

اما خنک کردن ساختمان ها در فصول گرم همچنان بخش قابل توجهی از مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص می دهد و می تواند از عوامل انتشار کربن محسوب شود.

حدود 15 درصد از انرژی تولید شده  در جهان صرف ایجاد راحتی در خانه ها و فضاهای اداری در تابستان می شود. از آنجایی که سوخت‌های فسیلی منابع اصلی انرژی در سراسر جهان هستند، کاهش مصرف انرژی نیز راهی موثر برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای خواهد بود.

نور دریافتی از خورشید شامل سه نوع طول موج است. آنهایی که در طیف مرئی هستند که چشمان ما برای دیدن اشیاء اطراف ما استفاده می کنند و همچنین آنهایی که در محدوده فرابنفش و مادون قرمز هستند که برای چشم انسان نامرئی هستند.

طول موج مادون قرمز نور که گرما را همراه با خود حمل می کند به خوبی شناخته شده است در حالی که طول موج فرابنفش می تواند توسط اجسام جذب شود که آنها را گرم می کند. از آنجایی که این طول موج ها از یک شیشه معمولی نصب شده در اتاق ها عبور می کنند، دمای اتاق را افزایش می دهند. پوشش پنجره ای که می تواند این طول موج ها را مسدود کند می تواند به طور موثر به خنک شدن اتاق کمک کند.

تیم های تحقیقاتی به رهبری یونگ کیو لی در دانشگاه کیونگ هی کره جنوبی و تنگفی لو در دانشگاه نتردام ایالات متحده برای ایجاد یک پوشش پنجره که به اندازه کافی شفاف باشد تا نور مرئی را وارد کند و با دید تداخل نداشته باشد اما همچنان طول موج های دیگر را منعکس کند همکاری کردند.

چنین پوشش هایی معمولاً توسط جامعه علمی به عنوان خنک کننده تابشی شفاف (TRC) نامیده می شود.

استفاده از هوش مصنوعی برای محاسبه مواد تشکیل دهنده

تیم تحقیقاتی به جای اختراع مجدد چرخ و جستجوی ماده جدیدی که می تواند به کاهش دما کمک کند، به استفاده از مواد معمولی در دسترس که می توانند برای ساخت TRC استفاده شوند، روی آوردند.

آنها با استفاده از یادگیری ماشین و محاسبات کوانتومی، نوع، ترتیب و ترکیب لایه‌های مواد معمولی مانند دی اکسید سیلیکون، نیترید سیلیکون و اکسید آلومینیوم را برای قرار دادن روی پایه شیشه‌ای برای رسیدن به اثر مطلوب بهینه کردند.

در بیانیه مطبوعاتی آمده است که روش‌های محاسباتی پیشرفته به تیم کمک کرد تا همه ترکیب‌های ممکن را خیلی سریع آزمایش کند و با افزودن یک فیلم پلی‌دی‌متیل سیلوکسان در بالای پوشش، تیم توانست طرح جدیدی تولید کند که به طور جامع طرح‌های TRC معمولی را شکست دهد.

طراحی جدید TRC، وقتی روی پنجره‌های معمولی قرار می‌گیرد، می‌تواند به کاهش مصرف انرژی مورد نیاز برای سرمایش در شهرهای گرم تا 31 درصد کمک کند. علاوه بر این، این پوشش می‌تواند بر روی خودروها و کامیون‌هایی که انرژی را نیز صرف خنک‌کردن محیط داخلی خود می‌کنند، اعمال شود.