مواد تساعد على تبريد منزلك بدون استخدام مكيف الهواء.

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Nature ، وتستخدم تقنية التعلّم الآلي لتطوير مواد تُسمى "المُشعّات الحرارية الفائقة"، والتي تُنظّم كيفية امتصاصها وإطلاقها للحرارة. ويهدف الفريق إلى ابتكار مواد تُساعد على خفض درجات الحرارة في المباني، وبالتالي توفير الطاقة، وربما استخدامها في الفضاء.

Vật liệu có thể khiến máy điều hòa trở nên lỗi thời - Ảnh 1. — من الممكن توفير عشرات الآلاف من الكيلوواط من الطاقة كل عام.

تُبشّر تقنية النانو الضوئية الحرارية، التي تدرس التفاعل بين الضوء والحرارة على نطاق صغير، بإمكانيات هائلة لتحقيق تطورات في مجالات مثل تكنولوجيا الطاقة والخلايا الكهروضوئية الحرارية. مع ذلك، يُعدّ تصميم هذه المواد تحديًا في كثير من الأحيان نظرًا لاعتماده على أساليب التجربة والخطأ، مما يُؤدي إلى بطء التقدم. غالبًا ما تكون الأساليب التقليدية محدودة بأشكال بسيطة ومواد ثابتة، مما يُصعّب إيجاد الحلول الأمثل.

يمهد التعلم الآلي الطريق أمام الجيل القادم من المواد "ذاتية التبريد".

تستخدم الطريقة الجديدة التي ابتكرها فريق البحث تقنية التعلّم الآلي للتغلب على هذه القيود. يتميز النظام بقدرته على معالجة الهياكل ثلاثية الأبعاد المعقدة ومجموعة واسعة من المواد، حتى مع كمية بيانات صغيرة. تكمن قوة هذه الطريقة في قدرتها على البحث التلقائي بين ملايين التصاميم لتلبية متطلبات محددة، مع الاستفادة من نموذج ثلاثي الأبعاد، مما يوسع إمكانيات التصميم مقارنةً بالطرق ثنائية الأبعاد السابقة.

ابتكر فريق البحث أكثر من 1500 مادة مختلفة ذات قدرات متنوعة على توليد الحرارة. كما اختبروا سبعة تصاميم أظهرت أداءً فائقًا في التبريد والبصريات مقارنةً بالبدائل الموجودة. وصرح الباحث المشارك الرئيسي، يوبينغ تشنغ، قائلاً: "يمثل إطار عملنا للتعلم الآلي قفزة نوعية في تصميم أجهزة التسخين الفائق. فمن خلال أتمتة العملية، تمكنا من ابتكار مواد ذات أداء فائق لم يكن من الممكن تصوره من قبل."

لاختبار جدوى النظام، قام فريق البحث بتصنيع أربعة مواد واختبرها على سطح منزل نموذجي. أظهرت النتائج أن السطح المطلي بمادة باعثة للحرارة كان أبرد بمقدار 5 إلى 20 درجة مئوية من السطح المطلي باللون الأبيض أو الرمادي بعد 4 ساعات من التعرض لأشعة الشمس. ويُقدّر أن هذا التأثير التبريدي قد يوفر حوالي 15800 كيلوواط من الطاقة سنويًا في مبنى سكني في مدن حارة مثل ريو دي جانيرو أو بانكوك.

إلى جانب التطبيقات السكنية، تُسهم هذه المواد في خفض درجات الحرارة في المدن عن طريق عكس أشعة الشمس وإطلاق الحرارة، مما يُخفف من ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية، وهي عامل مُساهم في الاحتباس الحراري. كما يُمكن استخدامها في المركبات الفضائية للتحكم في درجة الحرارة، أو في المنتجات اليومية مثل الأقمشة المُبرّدة للملابس وطلاء السيارات.

أكد البروفيسور تشنغ أن الطرق التقليدية غالبًا ما تكون بطيئة وغير مثالية، بينما يتيح الإطار الجديد خيارات أوسع لتحسين تصميم المواد. ويعتزم فريق البحث مواصلة تطوير هذه التقنية وتطبيقها في مجال الفوتونيات النانوية للاستفادة من إمكانات التعلم الآلي في تصميم مولدات حرارية عالية الكفاءة.

المصدر: https://thanhnien.vn/vat-lieu-giup-lam-mat-nha-ma-khong-can-dieu-hoa-185251018180423352.htm