გამჭვირვალე ფანჯარა შენობებს ენერგიის გარეშე აგრილებს

• გაგრილება შეადგენს ენერგიის გლობალური მოხმარების დაახლოებით 15%-ს.
• ახალი ტიპის ფანჯრის საფარს შეუძლია დაბლოკოს მზის ულტრაიისფერი სხივები და თან შეძლოს ხილული სინათლის გადაცემა
• ჩვეულებრივ ფანჯრებთან შედარებით, ოპტიმიზებულ TRC-ს შეუძლია შეამციროს გაგრილების ენერგიის მოხმარება 31%-ით.

ვინაიდან კლიმატის ცვლილება აძლიერებს ზაფხულის სიცხეს, იზრდება მოთხოვნა შენობების გაგრილების ტექნოლოგიებზე. მკვლევრები ACS Energy Letters-ში აცხადებენ, რომ მათ გამოიყენეს მოწინავე გამოთვლითი ტექნოლოგია და ხელოვნური ინტელექტი გამჭვირვალე ფანჯრის საფარის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია შეამციროს ტემპერატურა შენობებში, ერთი ვატი ენერგიის დახარჯვის გარეშე.

კვლევებით დადგინდა, რომ გაგრილება შეადგენს ენერგიის გლობალური მოხმარების დაახლოებით 15%-ს. ეს მოთხოვნა შეიძლება შემცირდეს ფანჯრის საფარით, რომელსაც შეუძლია დაბლოკოს მზის ულტრაიისფერი და ახლო ინფრაწითელი შუქი – მზის სპექტრის ნაწილები, რომლებიც, როგორც წესი, გადის მინაზე დახურული ოთახის გასათბობად. ენერგიის მოხმარება შეიძლება კიდევ უფრო შემცირდეს, თუ საფარი ასხივებს სითბოს ფანჯრის ზედაპირიდან ტალღის სიგრძით, რომელიც ატმოსფეროდან გადის გარე სივრცეში. თუმცა, რთულია ისეთი მასალების დაპროექტება, რომლებიც ერთდროულად აკმაყოფილებენ ამ კრიტერიუმებს და ასევე ,შეუძლიათ ხილული სინათლის გადაცემა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი ხელს არ უშლიან ხედს. Eungkyu Lee, Tengfei Luo და კოლეგები აპირებენ, შექმნან “გამჭვირვალე რადიაციული გამაგრილებელი” (TRC), რომელსაც შეეძლება ამის გაკეთება.

ჯგუფმა ააშენა TRC-ების კომპიუტერული მოდელები, რომლებიც შედგებოდა ჩვეულებრივი მასალების მონაცვლეობითი თხელი ფენებისგან, როგორებიცაა სილიციუმის დიოქსიდი, სილიციუმის ნიტრიტი, ალუმინის ოქსიდი ან ტიტანის დიოქსიდი მინის ბაზაზე, თავზე პოლიდიმეთილსილოქსანის ფირით. ისინი ოპტიმიზირებდნენ ფენების ტიპს, თანმიმდევრობასა და კომბინაციას განმეორებითი მიდგომის გამოყენებით, რომელსაც ხელმძღვანელობს მანქანათმცოდნეობა და კვანტური გამოთვლები, რომელიც ინახავს მონაცემებს სუბატომური ნაწილაკების გამოყენებით. ეს გამოთვლითი მეთოდი ოპტიმიზირდება უფრო სწრაფად და უკეთ, ვიდრე ჩვეულებრივი კომპიუტერები, რადგან მას შეუძლია ეფექტურად შეამოწმოს ყველა შესაძლო კომბინაცია წამის ფრაქციაში. ამან შექმნა საფარის დიზაინი, რომელმაც დამზადებისას აჯობა ჩვეულებრივი დიზაინის TRC-ებს, გარდა ბაზარზე ერთ-ერთი საუკეთესო კომერციული სითბოს შემცირების სათვალისა.

მკვლევრების თქმით, ცხელ, მშრალ ქალაქებში, ოპტიმიზებულ TRC-ს შეუძლია შეამციროს გაგრილების ენერგიის მოხმარება 31%-ით, ჩვეულებრივ ფანჯრებთან შედარებით. ისინი აღნიშნავენ, რომ მათი დასკვნები შეიძლება სასარგებლო იყოს სხვა აპლიკაციებში, რადგან TRC-ები ასევე შეიძლება გამოვიყენოთ მანქანისა და სატვირთო მანქანის ფანჯრებზე ან სხვა ტიპის კომპოზიტური მასალების შესაქმნელად.

ავტორები მნიშვნელოვნად მიიჩნევენ კორეის ეროვნული კვლევის ფონდისა და Notre Dame Center for Research Computing-ის მხარდაჭერას.

ამერიკული ქიმიური საზოგადოება (ACS) არის არაკომერციული ორგანიზაცია, რომელიც დაარსებულია აშშ-ის კონგრესის მიერ. ACS-ის მისიაა ქიმიის ფართო საწარმოსა და მისი პრაქტიკოსების წინსვლა დედამიწისა და მთელი მისი ხალხის სასარგებლოდ. საზოგადოება არის გლობალური ლიდერი სამეცნიერო განათლებაში სრულყოფილების ხელშეწყობისა და ქიმიასთან დაკავშირებულ ინფორმაციასა და კვლევაზე წვდომის უზრუნველყოფის მრავალრიცხოვანი კვლევითი გადაწყვეტილებების, რეცენზირებული ჟურნალების, სამეცნიერო კონფერენციების, ელექტრონული წიგნებისა და ყოველკვირეული ახალი ამბების პერიოდული ახალი ამბების მეშვეობით. ACS ჟურნალები არის ერთ-ერთი ყველაზე ციტირებული, ყველაზე სანდო და ყველაზე წაკითხვადი სამეცნიერო ლიტერატურაში; თუმცა, ACS თავად არ ატარებს ქიმიურ კვლევას. როგორც სამეცნიერო ინფორმაციის გადაწყვეტილებების ლიდერი, მისი CAS განყოფილება თანამშრომლობს გლობალურ ინოვატორებთან, რათა დააჩქაროს მიღწევები მსოფლიო სამეცნიერო ცოდნის კურირებით, დაკავშირებითა და ანალიზით. ACS-ის მთავარი ოფისები არის ვაშინგტონში, DC და კოლუმბუსში, ოჰაიო.

სტატიაზე მუშაობდა : ალექსანდრე ფიფია და ანა ახალაძე

წყარო : www.acs.org

8 დეკემბერი 2022 წელი.