معجزه هوش مصنوعی؛ ماده‌ای نوین که خانه را ۲۰ درجه خنک‌تر می‌کند
پژوهشگران به کمک هوش مصنوعی موفق شده‌اند ماده‌ای طراحی کنند که می‌تواند بدون نیاز به برق دمای خانه‌ها را کاهش دهد
به گزارش هفت صبح این ماده جدید که از خانواده متا امیترهای حرارتی است، گرما را به بیرون تابش می‌کند و در آزمایش‌ها توانسته تا 20 درجه دمای محیط را کاهش دهد.
خنک سازی خانه‌ها به کمک هوش مصنوعی
تیمی از محققان دانشگاه تگزاس با همراهی دانشگاه‌های شانگهای، سنگاپور و سوئد موفق به طراحی ماده‌ای از دسته متا امیترهای حرارتی شده‌اند که می‌تواند دمای ساختمان را تا حد خوبی کاهش دهد. در واقع این ماده به گونه‌ای طراحی شده که گرما را در طول موج‌های خاصی به بیرون تابش می‌کند، بدون اینکه خودش داغ شود یا گرمای محیط را جذب کند.
اما طراحی متریالی که بتواند گرما را به صورت هوشمند بیرون کند کار ساده‌ای نیست، چرا که این ماده باید دقیقا در طول موج‌هایی خاص از نور مادون قرمز تابش داشته باشد تا تابش از جو عبور کند. منظورمان از عبور از جو چیست؟ خب زمانی که اجسام گرم می‌شوند به شکل مادون قرمز تابش دارند، اما جو زمین همه طول موج‌های مادون قرمز را عبور نمی‌دهد چون گازهای گلخانه‌ای مانع عبورشان می‌شود و این گرمای تابش شده به زمین برمی‌گردد. اما بین طول موج‌های مختلف یک بازه باریک وجود دارد که می‌تواند از جو زمین عبور کند و گرما دیگر به زمین برنمی‌گردد. بد نیست بدانید که به این بازه پنجره نوری اتمسفری می‌گویند.
خب حالا هوش مصنوعی باید ماده‌ای طراحی کند که تابش آن در بازه پنجره نوری اتمسفری باشد، ساختار بسیار پیچیده، چند لایه و در مقیاس نانومتری داشته باشد و در شرایطی مانند تابش شدید آفتاب، باد، گرد و غبار و رطوبت هم به خوبی کارکند.
در گذشته، طراحان باید به صورت آزمون و خطا چنین متریالی را طراحی می‌کردند که کار بسیار پر هزینه و سختی بود. اما حالا محققان از یادگیری ماشین کمک گرفته‌اند تا بتواند ساختار مناسب را پیدا کند. آن‌ها داده‌های مربوط به هزاران ساختار قبلی به همراه ویژگی‌هایشان را به سیستم دادند و الگوریتم یادگیری ماشین شروع به آزمایش کردن این مدل‌ها کرد و توانست بیشتر از 1500 نوع ماده طراحی کند که از نظر عملکرد حرارتی بسیار بهینه هستند.
عملکرد بسیار شگفت انگیز
محققان ماده جدید را روی سقف یک خانه آزمایش کردند و نتیجه شگفت انگیز بود، سقفی که با این ماده رنگ شده بود، بین 5 تا 20 درجه دمای محیط را خنک‌تر کرد. چنین کاهش دمایی می‌تواند مصرف برق کولرها را هم شدیدا کاهش دهد.
اینطور که پژوهشگران تخمین زده‌اند، اگر این فناوری روی سقف آپارتمان‌هایی که در شهرهای گرم هستند، استفاده شود، می‌تواند تا 15800 کیلووات ساعت در سال صرفه جویی انرژی داشته باشد. این مقدار معادل برق مورد نیاز برای چندین کولر طی یک سال است.
کاربردهایی فراتر از خانه‌ها
سازندگان می‌گویند این متریال فقط برای خانه‌ها نیست و می‌توان از همین فناوری در لباس‌های خنک کننده، خودروها و حتی تجهیزات فضایی هم استفاده کرد. بسیاری از تجهیزات فضایی که در نزدیک خورشید فعال هستند، به کمک این ماده می‌توانند دمای خود را کمتر کنند.
حالا اگر این ماده برای شهرهایی که در مناطق گرم هستند استفاده شود و روی سقف ساختمان‌ها، جاده‌ها و خودروها قرار بگیرد، می‌تواند پدیده‌ای به نام جزیره گرمایی را به خوبی برطرف کند. در واقع در شهرهای بزرگ، به خصوص شهرهایی که پر از ساختمان، آسفالت و بتن هستند، دچار این پدیده می‌شوند و دمای آن‌ها معمولا چند درجه بیشتر از مناطق اطراف است. سطوح تیره و سخت مانند آسفالت، بتن، سقف‌های قیری نور خورشید را جذب می‌کنند و گرم می‌شوند، این گرما در شب آزاد می‌شود و دمای شهر بین 2 تا 10 درجه بیشتر می‌شود.
در نهایت هم این پدیده باعث مصرف برق بیشتر در شهرها می‌شود. حالا اگر از این ماده در شهرها استفاده شود، پدیده جزیره گرمایی تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند.
منبع: شهر سخت افزار
