Olyan átlátszó ablakbevonatot terveztek a tudósok fejlett számítástechnika és mesterséges intelligencia segítségével, amely energiafelhasználás nélkül képes csökkenteni az épületek belső hőmérsékletét, ezáltal pedig rengeteg hűtési energia takarítható meg.
Illusztrácó: Konstantin Olsen
A globális energiafogyasztás mintegy 15 százalékát a hűtés teszi ki, az egyre melegebb klíma, különösen a trópusi éghajlatokon tovább növelheti a szükséges energiafogyasztást. A Nap ultraibolya és infravörös közeli fénye azon részei a napsugárzás spektrumának, amelyek felmelegítik a zárt helyiséget az ablaküvegen keresztül áthatolva. Ha az ablakon blokkolná egy bevonat ezt a fényt, és ha ez a bevonat "olyan hullámhosszon sugározná ki a hőt az ablak felületéről, amely a légkörön keresztül a világűrbe jut", akkor csökkenhetne a hűtésre fordított energiafelhasználás az Amerikai Vegyészeti Társaság (ACS) szerint.
Elég nagy igény, hogy a látást se akadályozza ez a bevonat, azonban mégis nekiláttak a feladat megoldásának az indianai Notre Dame Egyetem és a szöuli Kyung Hee Egyetem kutatói. Az általuk tervezett átlátszó ablakbevonat, azaz az „átlátszó sugárzó hűtő” (Transparent Radiative Cooler - TRC) sikerrel járt – az ACS Energy Letters című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány szerint.
A TRC-kről olyan számítógépes modelleket készített a csoport, amelyek üvegalapon olyan gyakori anyagok vékony rétegeinek váltakozásából állnak, mint a szilícium-dioxid, a szilícium-nitrid, az alumínium-oxid vagy a titán-dioxid, és amelyek tetején polidimetil-sziloxán film található. A rétegek típusát, sorrendjét és kombinációját a gépi tanulás és a kvantumszámítástechnika által vezérelt iteratív megközelítéssel optimalizálták, amely az adatokat szubatomi részecskék segítségével tárolja. A hagyományos számítógépeknél gyorsabban és jobban végzi az optimalizálást ez a számítási módszer, mivel a másodperc töredéke alatt képes hatékonyan tesztelni az összes lehetséges kombinációt. Így tudtak olyan bevonatkialakítást létrehozni, amely gyártáskor felülmúlta a hagyományos kialakítású TRC-k teljesítményét.
A felmért amerikai városokban 50 MJ/m2 az átlagos éves energiamegtakarítás, ha a TRC-t az ablakokon használják. A forró, száraz időjárású városokban, mint például Phoenix, évente potenciálisan mintegy 86,3 MJ/m2 -t, azaz a hűtési energiafogyasztás 31,1 százalékát takaríthatja meg a TRC, ha hagyományos ablakokat használnak.
Ezeket a számításokat a világ kiválasztott nagyvárosaira is elvégezték. Míg az összes város épületeinek hasznára válhat, a trópusi régiókban lévő épületek esetében nagyobb lenne a hűtésre gyakorolt hatás. Az átlátszó ablakbevonat használata nem korlátozódik le épületek ablakaira, akár autóknál is alkalmazható.
A kereskedelmi méretarányokra nincs utalás a tanulmányban, azonban a kutatok azt írják, hogy a film "potenciálisan méretezhető gyakorlati alkalmazásokhoz, mivel gyártásuk a legkorszerűbb lerakási technikákkal megvalósítható. Más szóval, ez az a folyamat, amelynek során vékonyréteg-bevonatokat hoznak létre és helyeznek rá egy hordozóanyagra – derül ki az Electrek beszámolójából.