Ученые с помощью ИИ и квантовых вычислений разработали энергоэффективное оконного покрытия
Команда исследователей из Университета Нотр-Дам достигла значительного прорыва в поиске энергоэффективных оконных решений. Благодаря сочетанию передовых технологий, включая искусственный интеллект (ИИ) и квантовые вычисления, команда разработала революционное покрытие для обычного оконного стекла.
Новое покрытие эффективно блокирует инфракрасный и ультрафиолетовый свет, позволяя при этом полностью пропускать видимый свет. Разработку можно эффективно применить для регионов с теплым климатом, где охлаждение помещений часто приводит к значительным энергетическим затратам.
Подробнее о разработке
Центральным элементом разработки является создание первого в отрасли широкоугольного спектрального фильтра. Этот фильтр обеспечивает селективность диапазона, что позволяет удерживать максимум света в оптическом диапазоне, устраняя при этом нежелательное ультрафиолетовое и тепловое инфракрасное излучение.
Важно, что фильтр сохраняет свою эффективность независимо от угла падения солнечного света, обеспечивая стабильную работу в течение всего дня.ИИ и квантовые технологии
Исследовательская группа использовала интерактивное машинное обучение и квантовые вычисления для определения оптимальных оптических материалов для проекта.
- Для определения наиболее подходящих материалов использовали методы квантового отжига, что в конечном итоге сузило выбор до диоксида кремния, оксида алюминия и титана.
- Дополнительно был применен кремнеземный полимер для усиления отражения инфракрасного излучения и укрепления покрытия.
Эффективность на практике
Экспериментальные испытания продемонстрировали заметное снижение температуры в помещении от 5,4 до 7,2 градусов по Цельсию при сохранении прозрачности. Важно, что эффект охлаждения оставался неизменным независимо от угла пропускания света.
Потенциальное влияние этого достижения на потребление энергии является значительным. В регионах с жарким климатом предложенный оконный фильтр потенциально может уменьшить годовое потребление энергии на охлаждение примерно на 97,5 мегаджоулей на квадратный метр. Для дома среднего размера это означает экономию до трети годового потребления электроэнергии.
Эти выводы, подробно описаны в недавней статье, опубликованной в журнале Cell Reports Physical Science, отмечают трансформационный потенциал интеграции ИИ и квантовых вычислений в исследованиях в области материаловедения. Такие инновации предлагают реальные решения для повышения энергоэффективности и устойчивого развития.