Materiale care ajută la răcirea casei fără aer condiționat.

O echipă internațională de cercetare din SUA, China, Singapore și Suedia a publicat o nouă metodă pentru proiectarea de materiale capabile să controleze mai eficient temperatura.

Publicată în revista Nature , cercetarea folosește tehnologia de învățare automată pentru a dezvolta materiale numite meta-emițători termici, care pot regla modul în care aceștia absorb și eliberează căldura. Scopul echipei este de a crea materiale care să ajute la reducerea temperaturilor din clădiri, economisind astfel energie și putând fi aplicate în spațiu.

Este posibil să economisești zeci de mii de kilowați de energie în fiecare an.

FOTO: PEXELS

Nanofotonica termică, studiul interacțiunii dintre lumină și căldură la scară mică, promite progrese în domenii precum tehnologia energetică și termofotovoltaica. Cu toate acestea, proiectarea acestor materiale este adesea dificilă din cauza dependenței de metode de încercare și eroare, ceea ce duce la progrese lente. Metodele tradiționale sunt adesea limitate de forme simple și materiale fixe, ceea ce face dificilă găsirea unor soluții optime.

Învățarea automată deschide calea pentru materialele de „autorăcire” de generație următoare.

Noua metodă a echipei de cercetare folosește tehnologia de învățare automată pentru a depăși aceste limitări. Sistemul este capabil să proceseze structuri tridimensionale complexe și o mare varietate de materiale, chiar și cu o cantitate mică de date. Punctul forte al acestei metode constă în capacitatea sa de a căuta automat prin milioane de modele pentru a îndeplini cerințe specifice, utilizând în același timp un model tridimensional, extinzând capacitățile de proiectare în comparație cu metodele bidimensionale anterioare.

Echipa de cercetare a creat peste 1.500 de materiale diferite cu diverse capacități de generare a căldurii. De asemenea, au testat șapte modele care au demonstrat performanțe superioare de răcire și optice în comparație cu alternativele existente. Cercetătorul co-principal Yuebing Zheng a declarat: „Framework-ul nostru de învățare automată reprezintă un salt major înainte în proiectarea supraîncălzitoarelor. Prin automatizarea procesului, am reușit să creăm materiale cu performanțe superioare de neimaginat anterior.”

Pentru a testa fezabilitatea sistemului, echipa de cercetare a fabricat patru materiale și le-a testat pe acoperișul unei case prototip. Rezultatele au arătat că acoperișul acoperit cu meta-emițător era cu 5 până la 20 de grade Celsius mai rece decât un acoperiș vopsit în alb sau gri, după 4 ore de expunere la soare. Se estimează că acest efect de răcire ar putea economisi aproximativ 15.800 kW de energie pe an într-un bloc de apartamente din orașe calde precum Rio de Janeiro sau Bangkok.

Dincolo de aplicațiile rezidențiale, aceste materiale pot contribui la reducerea temperaturilor urbane prin reflectarea luminii solare și eliberarea căldurii, atenuând astfel efectul de insulă termică urbană, un factor care contribuie la încălzirea globală. De asemenea, pot fi utilizate în navele spațiale pentru controlul temperaturii sau în produse de zi cu zi, cum ar fi țesăturile de răcire pentru îmbrăcăminte și acoperirile auto.

Profesorul Zheng a subliniat că metodele tradiționale sunt adesea lente și suboptimale, în timp ce noul cadru deschide mai multe opțiuni pentru optimizarea designului materialelor. Echipa de cercetare intenționează să îmbunătățească în continuare tehnologia și să o aplice în domeniul nanofotonicii pentru a exploata potențialul învățării automate în proiectarea generatoarelor de căldură de înaltă eficiență.

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