透明的窗户涂层可以在不使用能源的情况下为建筑物降温

随着气候变化加剧夏季炎热，对建筑物降温技术的需求正在增长。研究人员在ACSEnergyLetters中报告说，他们使用先进的计算技术和人工智能设计了一种透明的窗户涂层，可以降低建筑物内部的温度，而无需消耗一瓦的能量。

研究估计，制冷约占全球能源消耗的15%。这种需求可以通过一种可以阻挡太阳紫外线和近红外光的窗户涂层来降低——太阳光谱中的这一部分通常会透过玻璃来加热封闭的房间。

如果涂层以穿过大气层进入外层空间的波长从窗户表面辐射热量，则可以进一步减少能源使用。然而，很难设计出既能同时满足这些标准又能透射可见光的材料，这意味着它们不会干扰视线。EungkyuLee、TengfeiLuo及其同事着手设计一种可以做到这一点的“透明辐射冷却器”(TRC)。

该团队构建了TRC的计算机模型，该模型由玻璃基底上的二氧化硅、氮化硅、氧化铝或二氧化钛等常见材料的交替薄层组成，顶部覆盖一层聚二甲基硅氧烷。

他们使用由机器学习和量子计算指导的迭代方法优化了层的类型、顺序和组合，该方法使用亚原子粒子存储数据。这种计算方法比传统计算机更快更好地进行优化，因为它可以在几分之一秒内高效地测试所有可能的组合。这产生了一种涂层设计，在制造时，除了市场上最好的商用隔热玻璃之一之外，它还优于传统设计的TRC的性能。

研究人员表示，在炎热干燥的城市，与传统窗户相比，经过优化的TRC可能会降低31%的制冷能耗。他们指出，他们的发现可以应用于其他应用，因为TRC也可以用于汽车和卡车的窗户。此外，该小组的量子计算支持优化技术可用于设计其他类型的复合材料。