AI設計透明窗戶塗料 可降低建築物內部溫度

這種窗膜（左上手指中）能讓可見光進入並反射紅外線和紫外線。

圖片來源：《美國化學學會能源快報》

隨著氣候變化加劇夏季炎熱，對建築物降溫技術的需求也在不斷增長。最近，韓國慶熙大學和聖母大學研究人員在《美國化學學會能源快報》上報告稱，他們利用先進的計算技術和人工智慧（AI）設計了一種透明的窗戶塗料，可在不消耗能源的情況下降低建築物內部的溫度。

研究估計，製冷約佔全球能源消耗的15%。這一需求可以透過一種窗戶塗層來降低，該塗層能阻擋太陽的紫外線和近紅外光，太陽光譜中的這兩種光通常會透過玻璃使封閉房間升溫。

如果窗戶塗層以特定的波長從其表面輻射熱量，那麼能源消耗可能會進一步減少。然而，很難設計出既能滿足這些標準，同時又能傳輸可見光的材料，這意味著它們不能干擾視線。

此次，該團隊著手設計一種“透明輻射冷卻器”（TRC）。他們構建了TRC的計算機模型，該模型由二氧化矽、氮化矽、氧化鋁或二氧化鈦等常見材料組成，在玻璃底座上形成交替薄層，頂部覆蓋一層聚二甲基矽氧烷薄膜。

研究人員使用機器學習和量子計算指導的迭代方法優化了層的型別、順序和組合，其中量子計算使用的是亞原子粒子儲存資料。這種計算方法可比傳統計算機更快、更好地進行最佳化，可以在幾分之一秒內有效地測試所有可能的組合。這就產生了一種新塗層設計，其效能優於傳統設計的TRC。

研究人員說，在炎熱乾燥的城市，與傳統隔熱降溫玻璃窗戶相比，最佳化後的TRC可能會減少31%的製冷能耗。他們指出，這一成果還可應用於轎車和卡車的窗戶等其他方面。此外，其量子計算最佳化技術也可用於設計其他型別的複合材料。