खिड़कियाँ आंतरिक स्थानों में रोशनी का स्वागत करती हैं, लेकिन वे अवांछित गर्मी भी लाती हैं।एक नई विंडो कोटिंग गर्मी पैदा करने वाली पराबैंगनी और अवरक्त प्रकाश को रोकती है और सूर्य के कोण की परवाह किए बिना दृश्य प्रकाश को अंदर आने देती है।कोटिंग को मौजूदा खिड़कियों या ऑटोमोबाइल पर शामिल किया जा सकता है और गर्म जलवायु में एयर कंडीशनिंग शीतलन लागत को एक तिहाई से अधिक कम कर सकता है।

नोट्रे डेम विश्वविद्यालय में ऊर्जा अध्ययन के डोरिनी परिवार के प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख तेंगफेई लुओ ने कहा, "सूरज की रोशनी और आपकी खिड़की के बीच का कोण हमेशा बदलता रहता है।""आकाश में सूर्य की स्थिति चाहे जो भी हो, हमारी कोटिंग कार्यक्षमता और दक्षता बनाए रखती है।"

शोध हैप्रकाशितजर्नल मेंसेल रिपोर्ट भौतिक विज्ञान.

हाल के कई अध्ययनों में उपयोग की गई विंडो कोटिंग्स को उस प्रकाश के लिए अनुकूलित किया गया है जो 90 डिग्री के कोण पर एक कमरे में प्रवेश करता है।फिर भी दोपहर के समय, जो अक्सर दिन का सबसे गर्म समय होता है, सूरज की किरणें तिरछे कोणों पर खड़ी स्थापित खिड़कियों में प्रवेश करती हैं।

लुओ और उनके पोस्टडॉक्टरल सहयोगी सेओंगमिन किम ने पहले कांच के आधार पर सिलिका, एल्यूमिना और टाइटेनियम ऑक्साइड की अति पतली परतों को ढेर करके एक पारदर्शी खिड़की कोटिंग बनाई थी।प्रतिबिंबित करके संरचना की शीतलन शक्ति को बढ़ाने के लिए एक माइक्रोमीटर-मोटी सिलिकॉन पॉलिमर जोड़ा गया थातापीय विकिरणवायुमंडलीय खिड़की के माध्यम से और बाह्य अंतरिक्ष में।

परतों के क्रम का अतिरिक्त अनुकूलन यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक था कि कोटिंग सौर प्रकाश के कई कोणों को समायोजित करेगी।हालाँकि, संभावित संयोजनों की विशाल संख्या को देखते हुए, परीक्षण-और-त्रुटि दृष्टिकोण व्यावहारिक नहीं था, लुओ ने कहा।

परतों को एक इष्टतम कॉन्फ़िगरेशन में फेरबदल करना - जो ट्रांसमिशन को अधिकतम करता हैदृश्यमान प्रकाशगर्मी पैदा करने वाली तरंग दैर्ध्य के पारित होने को कम करते हुए - टीम ने क्वांटम कंप्यूटिंग, या अधिक विशेष रूप से, क्वांटम एनीलिंग का उपयोग किया, और प्रयोगात्मक रूप से अपने परिणामों को मान्य किया।

उनके मॉडल ने एक ऐसी कोटिंग तैयार की, जिससे पारदर्शिता बनी रही और मॉडल रूम में तापमान 5.4 से 7.2 डिग्री सेल्सियस (लगभग 41 से 45 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक कम हो गया, तब भी जब प्रकाश व्यापक कोणों में प्रसारित होता था।

लुओ ने कहा, "ध्रुवीकृत धूप के चश्मे की तरह, हमारी कोटिंग आने वाली रोशनी की तीव्रता को कम करती है, लेकिन धूप के चश्मे के विपरीत, जब आप इसे विभिन्न कोणों पर झुकाते हैं तब भी हमारी कोटिंग स्पष्ट और प्रभावी रहती है।"

सक्रिय अध्ययनऔर इसे बनाने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग योजना विकसित की गईकलई करनाइसका उपयोग जटिल गुणों वाली सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।