Las ventanas dan la bienvenida a la luz a los espacios interiores, pero también aportan calor no deseado.Un nuevo revestimiento de ventana bloquea la luz ultravioleta e infrarroja que genera calor y deja pasar la luz visible, independientemente del ángulo del sol.El revestimiento se puede incorporar a ventanas o automóviles existentes y puede reducir los costos de enfriamiento del aire acondicionado en más de un tercio en climas cálidos.

"El ángulo entre la luz del sol y la ventana siempre cambia", dijo Tengfei Luo, profesor de Estudios de Energía de la Familia Dorini en la Universidad de Notre Dame y líder del estudio."Nuestro revestimiento mantiene la funcionalidad y la eficiencia sea cual sea la posición del sol en el cielo".

La investigación espublicadoen el diarioInformes Celulares Ciencias Físicas.

Los revestimientos para ventanas utilizados en muchos estudios recientes están optimizados para la luz que ingresa a 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.

Luo y su asociado postdoctoral Seongmin Kim fabricaron previamente 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 reflejarradiación térmicaa través de la ventana atmosférica y hacia el espacio exterior.

Fue necesaria una optimización adicional del orden de las capas para garantizar que el revestimiento se adaptara a múltiples ángulos de luz solar.Sin embargo, un enfoque de prueba y error no era práctico, dado el inmenso número de combinaciones posibles, afirmó Luo.

Para mezclar las capas en una configuración óptima, una que maximice la transmisión deluz visibleAl tiempo que minimizaba el paso de longitudes de onda productoras de calor, el equipo utilizó computación cuántica, o más específicamente, recocido cuántico, y validó sus resultados experimentalmente.

Su modelo produjo un recubrimiento que mantenía la transparencia y reducía la temperatura entre 5,4 y 7,2 grados Celsius (alrededor de 41 a 45 grados Fahrenheit) 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 efectivo incluso cuando lo inclinas en diferentes ángulos", dijo Luo.

Elaprendizaje activoy esquema de computación cuántica desarrollado para crear esterevestimientoSe puede utilizar para diseñar una amplia gama de materiales con propiedades complejas.