春が数日続くと、家がかまどと化して、また非常に暑い夏が来ることを私たちはすでに感じています。暑さに対抗するために、私たちはエアコン、つまりエネルギーを大量に消費し、二酸化炭素排出量の原因となる小さなモンスターに頼ることになるでしょう。しかし、環境に影響を与えずに部屋を涼しく保つ方法があったとしたらどうでしょうか?
毎年の課題です 考えられる解決策を投稿しましょう。 そして、これはアメリカのノートルダム大学のチームも収集したものです。彼らの解決策はシンプルであると同時に独創的です。光を通過させながら熱を遮断する「インテリジェントな」ガラスです。この発明がどのように機能するかを一緒に見てみましょう。
見えない敵：熱の波長
教授率いる研究グループ ルオ・テンフェイ Cell Reports Physical Science 誌に研究を発表 (ここにリンクします）タイトル別 "量子アニーリング強化アクティブラーニングによって設計された省エネウィンドウ用の広角スペクトルフィルター”。タイトルが示すように、この記事では、建物のエネルギー消費量を削減し、空調の使用量を削減することを目的とした一種のコーティングの開発について説明しています。
この革新的なコーティングは、太陽の位置に関係なく、赤外線と紫外線をブロックしながら、可視光を通過させることができます。
赤外線と紫外線は、家の中の望ましくない熱の原因となる波長であることを知っておくことが重要です。
効率を高めるシリコンポリマー
従来の窓覆いは、ほとんどが最適な性能を発揮するように設計されています。 太陽放射が90度の角度で通過するとき。 残念ながら、自然光の入射量は時間や季節によって常に変化します。これは、簡単に言えば、これらのソリューションには限界があることを意味します。
この問題を克服するために、Tengfei Luo 教授と彼の同僚は窓覆いを作成しました。 ガラスベース上のシリカ、アルミナ、酸化チタンの極薄層で構成されています。 それだけでは不十分であるかのように、熱放射を真空、つまり建物の外にうまく戻すために、マイクロメートルの厚さのシリコンポリマーを混合物に追加しました。
エネルギー節約に貢献する量子コンピューティング
研究者らは、量子コンピューティングを活用して、熱を発生する波長への曝露を軽減しながら、光の透過を最大化する最適な構成を決定することができました。
シミュレーションのおかげで、チームは透明なコーティングが 内部温度を5,4～7,2℃下げる可能性があります、太陽光の侵入角度に関係なく。
興味深いことに、この新技術は建設分野に革命を起こすことができるだけでなく、自動車の世界にも拡張できる可能性があります。具体的には、コーティングを車の窓に組み込むことができる。
エアコンを減らし、より持続可能な未来への転換点。またはなし。
ノートルダム大学の発明は、地球温暖化と CO2 排出との戦いにおける重要な前進を表しています。この「魔法の」ガラスのおかげで、私たちは家の快適さを犠牲にすることなく、エネルギーを大量に消費するエアコンや高額な電気料金の使用をすぐに制限したり、回避したりすることができるようになりました。
しかし、メリットはそれだけではありません。この技術は自動車分野など他の分野にも応用でき、燃料消費量や有害な排出物の削減に役立つ可能性がある。
もちろん、これらのインテリジェントウィンドウの大規模な普及への道のりはまだ長いです。この製品をすべての人が利用できるようにするには、さらなる研究と投資が必要です。その一方で、最も独創的な解決策は、光の波長などの目に見えない細部に隠されている場合があることが確認されています。
