חומרים המסייעים לקרר את הבית ללא מיזוג אוויר.

המחקר, שפורסם בכתב העת Nature , משתמש בטכנולוגיית למידת מכונה כדי לפתח חומרים הנקראים מטא-פולטים תרמיים, שיכולים לווסת את האופן שבו הם סופגים ומשחררים חום. מטרת הצוות היא ליצור חומרים המסייעים בהפחתת טמפרטורות בבניינים, ובכך לחסוך באנרגיה, וייתכן שיוכלו להיות מיושמים בחלל.

Vật liệu có thể khiến máy điều hòa trở nên lỗi thời - Ảnh 1. — ניתן לחסוך עשרות אלפי קילוואט של אנרגיה מדי שנה.

ננו-פוטוניקה תרמית, חקר האינטראקציה בין אור וחום בקנה מידה קטן, טומנת בחובה פוטנציאל להתקדמות בתחומים כמו טכנולוגיית אנרגיה ותרמו-פוטו-וולטאיקה. עם זאת, תכנון חומרים אלה הוא לעתים קרובות מאתגר בשל הסתמכותו על שיטות של ניסוי וטעייה, מה שמוביל להתקדמות איטית. שיטות מסורתיות מוגבלות לעתים קרובות על ידי צורות פשוטות וחומרים קבועים, מה שמקשה על מציאת פתרונות אופטימליים.

למידת מכונה סוללת את הדרך לחומרים "מקררים את עצמם" מהדור הבא.

השיטה החדשה של צוות המחקר משתמשת בטכנולוגיית למידת מכונה כדי להתגבר על מגבלות אלו. המערכת מסוגלת לעבד מבנים תלת-ממדיים מורכבים ומגוון רחב של חומרים, אפילו עם כמות נתונים קטנה בלבד. חוזקה של שיטה זו טמון ביכולתה לחפש באופן אוטומטי בין מיליוני עיצובים כדי לעמוד בדרישות ספציפיות, תוך שימוש גם במודל תלת-מישורי, ובכך להרחיב את יכולות העיצוב בהשוואה לשיטות דו-ממדיות קודמות.

צוות המחקר יצר מעל 1,500 חומרים שונים בעלי יכולות יצירת חום מגוונות. הם גם בדקו שבעה עיצובים שהראו ביצועים אופטיים וקירור מעולים בהשוואה לחלופות קיימות. החוקר הראשי השותף יואבינג ג'נג הצהיר: "מסגרת למידת המכונה שלנו מייצגת קפיצת מדרגה משמעותית בתכנון מחממי-על. על ידי אוטומציה של התהליך, הצלחנו ליצור חומרים עם ביצועים מעולים שלא ניתן היה לדמיין בעבר."

כדי לבחון את היתכנות המערכת, צוות המחקר ייצר ארבעה חומרים ובדק אותם על גג של בית אב טיפוס. התוצאות הראו כי הגג המצופה במטא-פולט היה קריר יותר ב-5 עד 20 מעלות צלזיוס מגג צבוע לבן או אפור לאחר 4 שעות של חשיפה לשמש. ההערכה היא כי אפקט קירור זה יכול לחסוך כ-15,800 קילוואט של אנרגיה בשנה בבניין דירות בערים חמות כמו ריו דה ז'ניירו או בנגקוק.

מעבר ליישומים למגורים, חומרים אלה יכולים לסייע בהפחתת הטמפרטורות העירוניות על ידי החזרת אור השמש ושחרור חום, ובכך להפחית את אפקט אי החום העירוני, גורם תורם להתחממות הגלובלית. ניתן להשתמש בהם גם בחלליות לבקרת טמפרטורה, או במוצרים יומיומיים כגון בדי קירור לבגדים וציפויי רכב.

פרופסור ג'נג הדגיש כי שיטות מסורתיות הן לרוב איטיות ולא אופטימליות, בעוד שהמסגרת החדשה פותחת אפשרויות נוספות לאופטימיזציה של תכנון חומרים. צוות המחקר מתכנן לשפר עוד יותר את הטכנולוגיה וליישם אותה בתחום הננו-פוטוניקה כדי לנצל את הפוטנציאל של למידת מכונה בתכנון גנרטורים יעילים במיוחד.

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