خنکسازی محیط بدون آب و برق؛ هوش مصنوعی کولر را به تاریخ میفرستد؟
خنکسازی محیط بدون آب و برق؛ هوش مصنوعی کولر را به تاریخ میفرستد؟
به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری برگزیده های ایران، دانشمندان با کمک هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، گامی انقلابی در خنکسازی طبیعی ساختمانها برداشتهاند. پژوهشی جدید نشان میدهد موادی پیشرفته با قابلیت بازتاب حرارتی هدفمند میتوانند بدون نیاز به مصرف برق، دمای خانهها را بهطور چشمگیری کاهش دهند.
مادهای که با هوش مصنوعی طراحی شد
تیمی از پژوهشگران بینالمللی به رهبری دانشگاه تگزاس در آستین، موفق به طراحی مادهای سهبعدی شدند که عملکردی فراتر از رنگ سفید سنتی در خنکسازی سطح ساختمان دارد. این ماده که با بهرهگیری از الگوریتمهای یادگیری ماشین توسعه یافته، قابلیت بازتاب طیف خاصی از نور خورشید را دارد و همزمان گرمای درون ساختمان را بهصورت هدفمند به خارج بازتاب میدهد.
این پدیده با عنوان خنکسازی تابشی (Radiative Cooling) شناخته میشود؛ فرآیندی که در آن سطح ماده، گرمای خود را از طریق تابش در طولموج مادونقرمز، به بیرون منتشر میکند. نوآوری این تیم در آن است که با تحلیل دادههای پیچیده، مادهای را ساختند که هم در بازتاب نور خورشید عملکرد عالی دارد و هم در تابش گرما به فضای بیرونی.
عملکرد چشمگیر در آزمایش میدانی
در آزمایشهای واقعی، سقفهایی که با این ماده پوشانده شده بودند، پس از چهار ساعت در معرض تابش مستقیم خورشید، 5 تا 20 درجه سانتیگراد خنکتر از سقفهایی با رنگ تجاری معمولی باقی ماندند. این تفاوت دمایی، نهتنها حس آسایش بیشتری به ساکنان منتقل میکند، بلکه باعث کاهش مصرف انرژی در مقیاس کلان میشود.
برای مثال، یک آپارتمان معمولی در مناطقی مانند تهران یا اهواز میتواند سالانه بیش از 16 هزار کیلوواتساعت انرژی کمتری مصرف کند. این عدد معادل صرفهجویی در صدها لیتر سوخت فسیلی یا کاهش چشمگیر انتشار گازهای گلخانهای است.
بدون نیاز به برق، بدون آلایندگی
برخلاف کولرهای گازی که برای عملکرد به مصرف زیاد برق نیاز دارند و اغلب با گازهای گلخانهای کار میکنند، این فناوری جدید هیچگونه انرژی خارجی نیاز ندارد. کارکرد آن کاملاً مبتنی بر فیزیک مواد است و با استفاده از خواص نانوساختارها و مواد بازتابنده، دمای محیط را کاهش میدهد.
این ویژگی آن را به یک راهحل پایدار در مقابله با گرمایش جهانی تبدیل میکند؛ مخصوصاً برای مناطق کمبرخوردار یا کشورهای در حال توسعه که زیرساخت مناسب سرمایشی ندارند.
جذابیت این فناوری فقط به خنکسازی ساختمانها محدود نمیشود. پژوهشگران معتقدند با کوچکسازی و اصلاح این مواد، میتوان آنها را در بدنه خودروها، لباسهای نظامی، پهپادها، تجهیزات فضایی و حتی گوشیهای هوشمند به کار برد.
تصور کنید خودرویی که ساعتها زیر آفتاب مانده، هنگام ورود شما همچنان خنک است. یا فضانوردانی که در گرمای شدید فضا، از لباسهایی بهرهمندند که بدون مصرف انرژی، حرارت بدنشان را دفع میکند.
نقش کلیدی هوش مصنوعی
هوش مصنوعی در این پروژه نقشی فراتر از یک ابزار جانبی داشته است. با استفاده از یادگیری ماشین، محققان توانستند از بین میلیونها ترکیب ممکن مواد و ساختارهای نانو، بهینهترین گزینهها را برای خنکسازی انتخاب کنند.
این فرآیند موسوم به طراحی مواد با کمک ماشین (Materials Informatics)، آینده علم مواد را متحول کرده و موجب شده کشف مواد جدید بهجای دههها، فقط در چند ماه انجام شود.
فناوری خنکسازی با مواد هوشمند میتواند بهزودی به عنوان جایگزینی بیصدا، بدون آلایندگی و کمهزینه برای کولرهای گازی ظاهر شود. در دنیایی که با بحران انرژی و تغییرات اقلیمی روبروست، این نوآوری نهتنها به نفع محیطزیست، بلکه به نفع اقتصاد خانوارها نیز خواهد بود.
/
