Künstliche Intelligenz entwickelt innovative Materialien zur Kühlung

AUSTIN / LONDON (IT BOLTWISE) – In einer Zeit, in der die Temperaturen weltweit steigen und der Energieverbrauch für Klimaanlagen in die Höhe schnellt, bietet die Entwicklung neuer Materialien durch Künstliche Intelligenz eine vielversprechende Lösung. Diese Materialien, die ohne Stromverbrauch Dächern eine Kühlung von bis zu 20 Grad Celsius ermöglichen, könnten die Art und Weise, wie wir mit Hitze umgehen, revolutionieren.

Die zunehmende Erderwärmung stellt insbesondere in städtischen Gebieten eine Herausforderung dar, wo Betonflächen und fehlende Vegetation den sogenannten Wärmeinseleffekt verstärken. Hier setzt die neueste Forschung an, die von einem internationalen Team unter der Leitung der University of Texas in Austin durchgeführt wurde. Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz wurden Materialien entwickelt, die Wärme gezielt abgeben oder reflektieren können, ohne dabei auf externe Energiequellen angewiesen zu sein.

Diese sogenannten thermischen Meta-Emitter sind das Ergebnis eines KI-gestützten Designprozesses, der es ermöglicht, Materialien mit spezifischen spektralen Eigenschaften zu entwickeln. Diese Materialien reflektieren Sonnenstrahlung besonders effizient oder geben Wärme in bestimmten Wellenlängen ab. Der Einsatz von maschinellem Lernen erlaubt es, den Designprozess zu automatisieren und die Leistungsfähigkeit der Materialien erheblich zu steigern.

In praktischen Tests zeigte sich, dass diese neuen Materialien Dächern eine Kühlung von bis zu 20 Grad Celsius ermöglichen können. Im Vergleich zu herkömmlicher weißer Farbe war der Unterschied zwar nur etwa drei Grad Celsius, doch in Regionen mit dauerhaft hohen Temperaturen könnten diese Materialien erhebliche Energieeinsparungen ermöglichen. Simulationen zeigen, dass ein Einfamilienhaus in Städten wie Bangkok oder Rio de Janeiro durch diese passive Kühlung bis zu 15.800 Kilowattstunden Energie pro Jahr einsparen könnte.

Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind vielfältig. Neben der Kühlung von Gebäuden könnten thermische Meta-Emitter auch in der Raumfahrt Anwendung finden, um Raumfahrzeuge vor Überhitzung zu schützen. Ebenso könnten sie in Textilien integriert werden, um Kleidung passiv zu kühlen, was besonders für Outdoor-Arbeitsplätze oder heiße Klimazonen von Vorteil wäre.

Die Entwicklung dieser Materialien ist ein bedeutender Schritt in der Nanophotonik, einem Bereich, der sich mit der Wechselwirkung von Licht und Material auf sehr kleinen Skalen beschäftigt. Die Nutzung von maschinellem Lernen in diesem Kontext ermöglicht es, die spektralen Anforderungen des Wärmemanagements gezielt zu adressieren und Materialien mit bisher unerreichter Leistungsfähigkeit zu entwickeln.

Insgesamt zeigt diese Forschung, wie Künstliche Intelligenz nicht nur in der Lage ist, bestehende Prozesse zu optimieren, sondern auch völlig neue Lösungen für drängende Probleme unserer Zeit zu schaffen. Die Möglichkeit, Gebäude ohne zusätzlichen Energieverbrauch zu kühlen, könnte einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung des globalen Energieverbrauchs leisten und gleichzeitig den Komfort in heißen Regionen erheblich verbessern.

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