La scoperta di questo nuovo rivestimento per finestre rappresenta un significativo passo avanti nel campo dell’efficienza energetica e della sostenibilità. Analizziamo più a fondo i potenziali impatti di questa innovazione:
Due ricercatori dell’Università di Notre Dame, in collaborazione con la Kyung Hee University della Corea del Sud, hanno recentemente utilizzato il calcolo quantistico per sviluppare un nuovo rivestimento trasparente per finestre in grado di bloccare il calore solare. Nelle scoperte pubblicate su ACS Energy Levels , Tengfei Luo , Dorini Family Professor of Energy Studies di Notre Dame, e il post-dottorato associato Seongmin Kim, hanno lavorato insieme per ideare il loro strato di raffreddamento radiativo trasparente (TRC), che consente solo la luce visibile esterna che non aumenta le temperature interne, riducendo così i costi di raffreddamento degli edifici fino a un terzo delle tariffe attuali. Secondo l’ Agenzia Internazionale per l’Energia, l’aria condizionata e i ventilatori elettrici rappresentano il 20 percento dei costi energetici degli edifici in tutto il mondo, circa il 10 percento del consumo di elettricità umano:
Una tecnologia rivoluzionaria:
Per determinare la migliore configurazione dei materiali in assoluto, il team si è affidato all’apprendimento automatico e al promettente campo del calcolo quantistico per una soluzione. Sebbene nelle sue fasi relativamente iniziali di sviluppo, il calcolo quantistico offre un potenziale immenso grazie alla sua capacità di superare di gran lunga i metodi di calcolo tradizionali. Attualmente, anche i più avanzati dei supercomputer classici si basano su uno stato binario, che rappresenta le informazioni come 1 e 0, per eseguire tutti i loro calcoli, il che significa che ci sono limiti a ciò che possono e non possono ottenere. Il calcolo quantistico, al contrario, può rappresentare le informazioni come 1, 0 o una combinazione dei due. Ciò offre ipoteticamente agli scienziati un enorme vantaggio in numerosi campi, come le simulazioni di scienze naturali e la ricerca sulla fusione nucleare .
Come funziona il vetro che riduce di un terzo la necessità di aria condizionata:
Per far funzionare correttamente il progetto TRC di Luo e Kim, strati di materiali incredibilmente sottili dovevano essere compilati in modo esatto per garantire una riduzione ottimale del calore. In questo caso, l’apprendimento automatico e il calcolo quantistico si sono uniti per testare i modelli in frazioni di secondo, analizzando virtualmente ogni possibile combinazione di miscele e materiali per trovare quella migliore. Il risultato è uno strato di 1,2 micron di silice, allumina e ossido di titanio su una base di vetro che viene poi rivestita con lo stesso polimero utilizzato nelle lenti a contatto. La nuova combinazione ha successivamente superato le prestazioni di altri rivestimenti in vetro a riduzione del calore attualmente disponibili. “Penso che la strategia di calcolo quantistico sia importante quanto il materiale stesso”, ha affermato Luo in un comunicato stampa dell’Università di Notre Dame ieri. “Utilizzando questo approccio, siamo stati in grado di trovare il materiale migliore della categoria, progettare un dispositivo di raffreddamento radiativo e dimostrare sperimentalmente il suo effetto di raffreddamento”.
Con l’avanzare dei progressi, questi tipi di strati trasparenti che riducono il calore possono essere sempre più applicati a finestre e strutture in vetro, contribuendo così a ridurre drasticamente le emissioni di energia, mentre il mondo corre per scongiurare i peggiori potenziali futuri del cambiamento climatico .
