Zmieniający się klimat sprawia, iż coraz częstsze okazują się uporczywe temperatury, z którymi muszą zmagać się mieszkańcy niemal każdej części świata. Nawet w Polsce może to być dużym problemem, a co dopiero powiedzieć o regionach, których mieszkańcy już teraz męczą się z upałami?
Czytaj też: Słowacja zamknęła ostatnią elektrownię węglową. To skąd oni teraz czerpią energię?
Szukając sposobów na schładzanie budynków, stanowiących alternatywę dla klasycznej klimatyzacji, inżynierowie postawili na bardzo sprytne rozwiązanie. Zaprojektowali folię okienną, która nie tylko sprawia, że temperatury w pomieszczeniach spadają, ale dodatkowo pozwala ograniczyć wydatki na energię elektryczną. A przecież ceny tej ostatniej również dają się konsumentom we znaki.
Być może końcowy sukces nigdy nie zostałby ogłoszony, gdyby nie wykorzystanie fizyki kwantowej oraz uczenia maszynowego. Łącząc wszystkie te aspekty, członkowie zespołu badawczego stworzyli przezroczystą powłokę okienną. Dzięki niej możliwe jest przepuszczanie światła widzialnego, przy jednoczesnym blokowaniu promieniowania podczerwonego i promieniowania ultrafioletowego generującego ciepło.
Folia zaprojektowana przez naukowców z Francji ma formę powłoki okiennej wykorzystywanej do odbijania niepożądanych długości fali światła
Jako że okna stanowią bardzo powszechnie wykorzystywany element architektoniczny, to i opisywana technologia mogłaby odgrywać podobną rolę. Innymi słowy, taką folię można byłoby zamontować wszędzie tam, gdzie umieszczane są okna. Tym bardziej, iż z danych wynika, że nawet 87% ciepła wewnątrz pomieszczeń może docierać tam za sprawą okien. Ograniczając to niepożądane źródło naukowcy doprowadzili do spadku temperatur, nie wspominając o zmniejszeniu zużycia energii elektrycznej, która w innym wypadku byłaby użyta do zasilania na przykład klimatyzacji.
Przedstawiciele Uniwersytetu Notre Dame o szczegółach swojej propozycji piszą w Cell Reports Physical Science. Historia badań w tej sprawie sięga 2022 roku, kiedy to powstały struktury fotoniczne ułożone w stos i wykazujące różne współczynniki załamania światła. Dzięki tej zależności inżynierowie mieli możliwość wybrania, które długości fali mogą zostać pochłonięte bądź odbite.
Czytaj też: Wielki Kanion w opałach. Kopalnie uranu zabiorą najcenniejsze, co ma tu Matka Natura
Materiał ten składał się z krzemionki, tlenku glinu i tlenku tytanu ułożonych na szklanej podstawie. Całość pokryto następnie cienką warstwą polimeru krzemowego. Od tamtej pory naukowcy starali się usprawnić swoje rozwiązanie. Jednym z największych ograniczeń wydawała się zbyt duża zależność między wydajnością a kątem padania światła.
Wykorzystując dobrodziejstwa uczenia maszynowego, członkowie zespołu badawczego testowali różne kombinacje pierwiastków tworzących powłokę. W ten sposób powstał obecnie dostępny wariant, którego testy wykazały zdolność do obniżenia temperatury o 5,4 do 7,2 stopnia Celsjusza. A wszystko to przy szerokim zakresie kątów padania. Jak podkreślają sami zainteresowani, ich powłoka zachowuje funkcjonalność i wydajność niezależnie od pozycji słońca na niebie.