Teknologi Quantum Leap in Window Menghasilkan Penghematan Energi yang Dramatis
Para peneliti di Universitas Notre Dame telah mengembangkan lapisan jendela baru untuk memblokir sinar ultraviolet dan inframerah yang menghasilkan panas dan memungkinkan masuknya cahaya tampak, terlepas dari sudut matahari. Kredit: Universitas Notre Dame
Lapisan jendela baru mengurangi suhu dalam ruangan dan biaya energi dengan memblokir cahaya penghasil panas secara selektif, efektif pada sudut sinar matahari mana pun.
Jendela menyambut cahaya ke ruang interior, namun juga membawa panas yang tidak diinginkan. Lapisan jendela baru menghalangi sinar ultraviolet dan inframerah yang menghasilkan panas dan memungkinkan cahaya tampak masuk, terlepas dari sudut matahari. Lapisan ini dapat diaplikasikan pada jendela atau mobil yang ada dan dapat mengurangi biaya pendinginan AC hingga lebih dari sepertiganya di iklim panas.
Desain Efisien untuk Mengubah Sudut Matahari
“Sudut antara sinar matahari dan jendela Anda selalu berubah,” kata Tengfei Luo, Profesor Studi Energi Keluarga Dorini di Universitas Notre Dame dan pemimpin penelitian. “Lapisan kami menjaga fungsionalitas dan efisiensi terlepas dari posisi matahari di langit.”
Pelapis jendela yang digunakan dalam banyak penelitian terbaru dioptimalkan untuk cahaya yang masuk ke ruangan pada sudut 90 derajat. Namun pada siang hari, yang seringkali merupakan waktu terpanas dalam sehari, sinar matahari memasuki jendela yang dipasang secara vertikal dengan sudut miring.
Bahan dan Teknik Tingkat Lanjut
Luo dan rekan pascadoktoralnya Seongmin Kim sebelumnya membuat lapisan jendela transparan dengan menumpuk lapisan silika, alumina, dan titanium oksida ultra-tipis di atas dasar kaca. Polimer silikon setebal mikrometer ditambahkan untuk meningkatkan daya pendinginan struktur dengan memantulkan radiasi termal melalui jendela atmosfer dan ke luar angkasa.
Optimalisasi tambahan pada urutan lapisan diperlukan untuk memastikan lapisan tersebut dapat mengakomodasi berbagai sudut cahaya matahari. Namun, pendekatan coba-coba tidak praktis, mengingat banyaknya kemungkinan kombinasi, kata Luo.
Untuk mengacak lapisan ke dalam konfigurasi optimal – yang memaksimalkan transmisi cahaya tampak sambil meminimalkan lintasan panjang gelombang penghasil panas – tim menggunakan komputasi kuantumatau lebih khusus lagi, anil kuantum, dan memvalidasi hasilnya secara eksperimental.
Hasil dan Penerapan
Model mereka menghasilkan lapisan yang menjaga transparansi dan mengurangi suhu sebesar 5,4 hingga 7,2 derajat Celsius (9,7 hingga 13 derajat Fahrenheit) di ruang model, meskipun cahaya disalurkan dalam berbagai sudut. Hasil lab baru-baru ini dipublikasikan di Laporan Sel Ilmu fisika.
“Seperti kacamata hitam terpolarisasi, lapisan kami mengurangi intensitas cahaya yang masuk, namun, tidak seperti kacamata hitam, lapisan kami tetap jernih dan efektif bahkan ketika Anda memiringkannya pada sudut yang berbeda,” kata Luo.
Pembelajaran aktif dan skema komputasi kuantum yang dikembangkan untuk membuat lapisan ini dapat digunakan untuk merancang berbagai material dengan sifat kompleks.
Referensi: “Filter spektral sudut lebar untuk jendela hemat energi yang dirancang dengan pembelajaran aktif yang ditingkatkan anil kuantum” oleh Seongmin Kim, Serang Jung, Alexandria Bobbitt, Eungkyu Lee, dan Tengfei Luo, 4 Maret 2024, Laporan Sel Ilmu Fisika.
DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.101847
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
