طلاء ذكي يخفض حرارة المباني ويقلل استهلاك الطاقة
نجح فريق بحثي دولي بقيادة جامعة تكساس في أوستن في ابتكار طلاء ذكي يعتمد على الذكاء الاصطناعي، قادر على خفض درجات حرارة المباني حتى 36 درجة فهرنهايت. هذا التطور العلمي يعزز الآمال في تقليل الاعتماد على أجهزة التكييف التقليدية، التي تُعد من أكثر الأجهزة استهلاكًا للطاقة والمسببة لزيادة انبعاثات الغازات الدفيئة.
كيف يعمل الطلاء الذكي؟
ووفقاً لما ذكره موقع Sustainability Times فإن الاختراع الجديد ليس مجرد دهان عاكس للحرارة، بل ثمرة خوارزميات متقدمة من الذكاء الاصطناعي.
اعتمد الباحثون على تصميم المواد بناءً على خصائصها الحرارية المطلوبة، بدلًا من الطرق التقليدية القائمة على التجربة والخطأ.
البروفيسور يويبينج تشينج أوضح أن هذه المنهجية سمحت بإنشاء أكثر من 1500 تركيبة من "المرسلات الحرارية الفائقة"، بُنيت بتصاميم ثلاثية الأبعاد معقدة يستحيل تقريبًا تنفيذها بالطرق التقليدية.
نتائج مبهرة تحت الشمس
اختُبر الطلاء الذكي على نماذج مبانٍ تعرضت لأشعة الشمس المباشرة لأربع ساعات متواصلة، وكانت النتائج واضحة: الأسطح المطلية سجّلت انخفاضًا في درجات الحرارة من 10 حتى 36 درجة فهرنهايت مقارنة بالدهانات البيضاء أو الرمادية التقليدية.
هان زو، أحد مؤلفي الدراسة، أكد أن هذا الفارق الحراري يمكن أن يقلص اعتماد المدن الحارة على المكيفات. وحسب تقديرات الفريق، فإن طلاء سطح مبنى من 4 طوابق في مدن مثل بانكوك أو ريو دي جانيرو يوفر حوالي 15,800 كيلوواط/ساعة سنويًا، وهو ما يعادل طاقة تكفي لتشغيل أكثر من 10 آلاف مكيف منزلي إذا استُخدم الطلاء على ألف مبنى.
السر وراء الطلاء الذكي
الميزة الأساسية في الطلاء الذكي تكمن في قدرته على عكس أشعة الشمس، وإطلاق الحرارة المختزنة على شكل موجات تحت حمراء تمر عبر ما يعرف بـ"نوافذ الغلاف الجوي". هذه النوافذ مناطق في الطيف لا تمتصها الغازات الدفيئة بكثافة، مما يمنع ارتفاع حرارة الأسطح وبالتالي الجو المحيط.
استخدامات متعددة تتجاوز المباني
لا يقتصر دور الطلاء الذكي على الأسطح المعمارية فقط. الباحث تشينغ-وي كيو أوضح أنه قد يساعد في مواجهة "الجزر الحرارية" داخل المدن. كما يمكن تطبيقه في:
السيارات: لتقليل الحرارة داخل المركبات المتوقفة تحت الشمس.
الأقمشة: ابتكار ملابس ذكية تحفظ حرارة الجسم في الأجواء الحارة.
الفضاء: تنظيم حرارة المركبات الفضائية وحماية أجهزتها من التقلبات الحرارية القاسية.
ثورة في تصميم المواد بالذكاء الاصطناعي
الدكتور أليكس جانوز من كلية إمبريال في لندن أشار إلى أن استخدام الذكاء الاصطناعي في ابتكار مواد جديدة يشهد قفزة غير مسبوقة. هناك شركات ناشئة، مثل "MatterGen" التابعة لمايكروسوفت، تطور منصات قادرة على تصميم مواد معقدة تشمل بلورات للطاقة، سبائك للطيران، ومركبات طبية، وكل ذلك افتراضيًا قبل الدخول في التصنيع.
هذه المقاربة الرقمية، التي مكّنت من تطوير الطلاء الذكي، تمثل تحولًا جذريًا في البحث العلمي، حيث تحل المحاكاة الحاسوبية العميقة محل التجارب الطويلة والمكلفة، وتسرّع من وتيرة الابتكار. لكن مع ذلك، يؤكد الخبراء ضرورة اختبار النماذج عمليًا لتفادي إنتاج مواد تحمل عيوبًا غير مرئية أو يصعب تطبيقها على أرض الواقع.