Американские и южнокорейские ученые создали прозрачное оконное покрытие, охлаждающее помещения
Группа южнокорейских и американских физиков под руководством Ло Тэнфэя, профессора университета Нотр-Дам (США), разработала простую и при этом дешевую технологию, которая позволит значительно сократить расходы энергии на охлаждение квартир и офисных помещений. Она представляет собой прозрачную пленку, которая избирательно пропускает через себя электромагнитное излучение Солнца. Окна с подобным покрытием позволят снизить расходы на кондиционирование помещений на 30%, пишут ученые в журнале ACS Energy Letters.
Как отмечают исследователи, созданная ими пленка была разработана при помощи квантового отжигателя, аналоговой системы квантовых вычислений. Она позволила ученым оптимизировать свойства покрытия и подобрать такую его структуру, которая могла бы одновременно взаимодействовать и с инфракрасным излучением, и с ультрафиолетовыми лучами Солнца. На их долю, по словам исследователей, приходится около 50% от общей энергии солнечного излучения.
Расчеты физиков показали, что почти всю эту энергию можно поглотить или отразить в окружающее пространство при помощи тонкой пленки, состоящей из чередующихся слоев двуокиси кремния, нитрида кремния, оксида алюминия и оксида титана. Молекулы этих веществ активно взаимодействуют с фотонами инфракрасного излучения или ультрафиолета, в результате чего эти частицы не проникают через окно внутрь помещения.
Ученые подготовили несколько прототипов окон с разными версиями подобных прозрачных покрытий и детально изучили характер их взаимодействий с солнечным светом. Оказалось, что многослойные пленки поглощали примерно 86 мегаджоулей энергии на каждый квадратный метр поверхности стекла, что очень близко к теоретическому максимуму для подобных покрытий.
По этой причине ученые считают, что применение созданного ими материала на практике позволит снизить температуру в помещениях примерно на 6 градусов Цельсия во время жаркой погоды, а также на треть снизить расходы энергии на работу кондиционеров и прочих охлаждающих устройств. Это особенно актуально для государств Ближнего Востока и прочих регионов Земли с постоянно сухим и жарким климатом, подытожили исследователи.