Kada pričamo o rashlađivanju zgrada, sve važnijoj temi vezanoj za posledice klimatskih promena, obično se razmišlja u pravcu efikasnije ventilacije, klasičnih klima uređaja i unapređivanja istih. Međutim, prozore retko ko spomene, a oni su jedan od ključnih faktora u klimatizaciji enterijera.
Štaviše, u prozorima se možda nalazi ključ za energetski najefikasnije rashlađivanje, a izveštaj Američkog Hemičarskog Društva (ACS) otkriva glavnog aktera ove priče: Specijalni providni sloj za prozore koji bi mogao da snizi temperaturu enterijera bez jednog jedinog utrošenog vata energije. Pored istraživača, za ovo otkriće zaslužni su napredna kompjuterska tehnologija i veštačka inteligencija.
Prema procenama, na klimatizaciju se otpisuje oko 15 odsto globalne potrošnje energije, a taj procenat bi mogao ozbiljno da se smanji pomoću spomenutog sloja koji blokira sunčevo ultraljubičasto i delimično infracrveno svetlo – delove solarnog spektra koji prolaze kroz staklo i zagrevaju zatvorenu prostoriju. Upotreba energije mogla bi se još više smanjiti ako reflektivni sloj zrači toplotu sa površine prozora na istoj talasnoj dužini koja kroz atmosferu prolazi pravo u svemir. Ipak, bilo je nemoguće dizajnirati materijale koji mogu istovremeno da ispune ove kriterijume i prenose vidljivu svetlost, a da pritom ne ometaju bilo čiji vid. No, kako je “nemoguće” samo reč, Eungju Li, Tengfei Luo i njihove kolege dizajnirali su “transparentni radijacioni hladnjak” (TRC) koji radi upravo to.
Tim je konstruisao kompjuterske modele TRC-a koji se sastoje od naizmeničnih tankih slojeva uobičajenih materijala kao što su silicijum dioksid, silicijum nitrid, aluminijum oksid ili titanijum dioksid na staklenoj podlozi, prekriveni filmom od polidimetilsiloksana. Zatim su optimizovali tip, red i kombinaciju slojeva koristeći mašinsko učenje i kvantne kompjutere koji čuvaju podatke pomoću subatomskih čestica. Ovaj kompjuterski metod vrši optimizaciju brže i kvalitetnije od konvencionalnih kompjutera, jer može efikasno testirati sve moguće kombinacije u deliću sekunde – samim tim, proizvedeni dizajn reflektivnog sloja nadmašio je sve performanse ranijih koncepata TRC-a, uključujući i najkvalitetnije trenutno komercijalno dostupne reflektivne slojeve na tržištu.
U vrućim, suvim gradovima, optimizovani TRC bi potencijalno mogao da smanji potrošnju energije na klimatizaciju za čitavih 31 odsto u poređenju sa običnim prozorima. Istraživači napominju da se ovo otkriće može primeniti i na prozorima automobila i kamiona, a pred toga, tehnika optimizacije pomoću kvantnih kompjutera bila bi nezanemarljiv saveznik u dizajniranju drugih vrsta kompozitnih materijala.
Istraživanje je sprovedeno uz podršku Nacionalne istraživačke fondacije Koreje i Centra za istraživačko računarstvo Notr Dam.
Foto: Nathan Fertig na Unsplash
