Han conseguido crear un nuevo diseño de revestimiento para las ventanas que bloquea la luz ultravioleta e infrarroja que genera calor, pero que aun así deja pasar la luz visible natural.
El avance, publicado recientemente en Cell Reports Physical Science, ha sido obra de un equipo de la Universidad de Notre Dame liderado por Tengfei Luo, profesor de Estudios de Energía.
El revestimiento puede reducir la temperatura interior hasta entre 5 y 7 grados respecto a ventanas convencionales. Se puede incorporar a ventanas o automóviles, y reduce los costes de enfriamiento del aire acondicionado en más de un tercio en los climas cálidos.
"El ángulo entre la luz del sol y la ventana siempre cambia", dijo en un comunicado Tengfei Luo. "Nuestro revestimiento mantiene la funcionalidad y la eficiencia sea cual sea la posición del sol en el cielo".
El revestimiento
Los revestimientos para las ventanas que estaban siendo utilizados en muchos estudios recientes, están optimizados para que la luz entre en una habitación en un ángulo de 90 grados.
Sin embargo, al mediodía, a menudo el momento más caluroso del día, los rayos del sol entran en ángulos oblicuos por las ventanas instaladas verticalmente. Por esto, Luo y su asociado postdoctoral Seongmin Kim fabricaron un revestimiento de ventana transparente apilando capas ultrafinas de sílice, alúmina y óxido de titanio sobre una base de vidrio.
Se añadió un polímero de silicio de un micrómetro de espesor para mejorar el poder de enfriamiento de la estructura, al reflejar la radiación térmica a través de la ventana y hacia el espacio exterior.
Fue necesaria una optimización adicional del orden de las capas para garantizar que el revestimiento adaptara múltiples ángulos de luz solar.
Sin embargo, un enfoque de prueba y error no era práctico debido al inmenso número de combinaciones posibles, afirmó Luo.
Luz solar visible, pero sin calor
La configuración óptima a la hora de mezclar las capas comprendía la maximización de la transmisión de la luz visible, pero minimizando el paso de las ondas productoras de calor.
Para poder conseguirlo, el equipo utilizó computación cuántica, o más específicamente, el recocido cuántico.
Tras validar los resultados experimentalmente, su modelo produjo un revestimiento que mantenía la transparencia y reducía la temperatura entre 5,4 y 7,2 grados Celsius en una habitación modelo, incluso cuando la luz se transmitía en una amplia gama de ángulos.
"Al igual que las gafas de sol polarizadas, nuestro revestimiento disminuye la intensidad de la luz entrante, pero, a diferencia de las gafas de sol, nuestro revestimiento permanece claro y eficaz incluso cuando lo inclinas en diferentes ángulos", dijo Luo.
El esquema de aprendizaje activo y computación cuántica desarrollado para crear este recubrimiento se puede utilizar para diseñar una amplia gama de materiales con propiedades complejas.
