Jedno rozwiązanie, by schłodzić domy i nie tylko. Nawet 20 stopni mniej!

Jednym z nich jest wyjście zaproponowane przez międzynarodowy zespół złożony z badaczy ze Stanów Zjednoczonych, Chin, Singapuru i Szwecji. Wspólnymi siłami tamtejsi inżynierowie opracowali metodę projektowania materiałów o pożądanych właściwościach. Za ich wytwarzaniem stoi narzędzie wykorzystujące uczenie maszynowe i sztuczną inteligencję, o czym zwolennicy tej technologii piszą szerzej na łamach Nature. 

Czytaj też: Obniżyli temperaturę do skrajnego poziomu. Wpływ na przechowywanie danych był niesamowity

Efekt końcowy? Trójwymiarowe, termiczne meta-emitery, które mogą sprawdzać się na potrzeby chłodzenia czy ogrzewania pomieszczeń. Jak do tej pory autorom udało się opracować ponad 1500 różnych wariantów takich materiałów. Ich cechą wyróżniającą jest zdolność do selektywnego emitowania ciepła na różnych poziomach i w różny sposób. Właśnie dlatego oferują szereg funkcjonalnych zastosowań. 

Jak chłodzić pomieszczenia, a nawet całe miasta? Kluczem do sukcesu mogą być termiczne metaemitery

Istotną rolę w ostatnich postępach odegrała automatyzacja procesu oraz rozszerzenie przestrzeni projektowej, dzięki czemu naukowcy są teraz w stanie tworzyć materiały o parametrach wcześniej pozostających poza zasięgiem. Ważnym testem dla przydatności nowego narzędzia było opracowanie czterech materiałów, które później poddano próbom mającym na celu ocenę skuteczności z zakresu chłodzenia. Wyniki zestawiono z rezultatami osiąganymi przez dostępne na rynku farby.

Czterogodzinna ekspozycja na światło słoneczne wykazała, że dach pokryty nowym materiałem jest chłodniejsze od pozostałych o 5 do 20 stopni Celsjusza. To gigantyczna różnica, ponieważ mówimy o skali chłodzenia przekładającej się na oszczędność nawet 15 800 kilowatów rocznie w budynku mieszkalnym zlokalizowanym na obszarze, w którym panuje gorący klimat. Przykładami takich miejsca są na przykład Rio de Janeiro w Brazylii czy Bangkok w Tajlandii. 

Poza wpływem na efektywność energetyczną budynków, nowe podejście może zaowocować innymi zastosowaniami. To ze względu na fakt, iż metaemitery termiczne mogłyby sprawdzić się w przestrzeniach miejskich, skutecznie obniżając temperatury poprzez odbijanie światła słonecznego i emisję ciepła o określonych długościach fal. Wyobraźmy sobie efekt realizacji takiej strategii w zabetonowanych centrach miast, gdzie letnie upały są szczególnie dotkliwe. 

Czytaj też: Co tu się wydarzyło?! Ten materiał lepiej emituje podczerwień, niż ją pochłania

Mówi się nawet o potencjalnych zastosowaniach poza Ziemią, obejmujących zarządzanie temperaturą statku kosmicznego poprzez odbijanie promieniowania słonecznego i efektywną emisję ciepła. W kontekście bardziej przyziemnych sposobów wykorzystania możliwe byłoby natomiast integrowanie takich materiałów z odzieżą czy samochodami – wszystko po to, by zwiększyć komfort funkcjonowania w gorące dni. O ile dotychczas projektowanie podobnych materiałów wymagało bardzo dużo czas, tak teraz został on drastycznie skrócony.