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. Por el contrario, este nuevo revestimiento "mantiene la funcionalidad y la eficiencia sea cual sea la posición del sol en el cielo”, según señala Tengfei Luo, profesor de Estudios de Energía en la Universidad de Notre Dame y líder del estudio.
Para llegar a este producto, 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. Y le añadieron 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 atmosférica y hacia el espacio exterior.
Para mezclar las capas en una configuración óptima –una capa que maximizara la transmisión de luz visible y minimizara el paso de longitudes de onda productoras de calor– el equipo utilizó computación cuántica, o más específicamente, “recocido cuántico”, y a cointinuación validó experimentalmente sus resultados, que han sido publicados en Cell Reports Physical Science.
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. Este revestimiento se puede incorporar tanto a ventanas existentes como a automóviles y puede reducir los costos de enfriamiento del aire acondicionado en más de un tercio en climas cálidos, de acuerdo con Luo.
"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, permanece claro y eficaz incluso cuando lo inclinas en diferentes ángulos", explica el investigador, y añade que 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.
