AIが屋根の温度を最大20℃下げる耐熱塗料を開発

テキサス大学（米国）、上海交通大学（中国）、シンガポール国立大学、ウメオ大学（スウェーデン）の科学者チームが、材料設計における人工知能の応用に関する研究プロジェクトを発表しました。その成果として、従来の塗料と比較して、屋根、車両、屋外設備の表面温度を5～20℃低下させることができる新世代の熱反射塗料が開発されました。

この製品は、わずか数日間で数百万通りの材料の組み合わせをシミュレーションし最適化できる機械学習モデルを用いて開発されました。これは、暑い都市部におけるエネルギーと気候問題の解決にAIを活用する上で、大きな前進と言えるでしょう。

チームは機械学習を活用し、従来のような複雑な試行錯誤を経ることなく、短時間で熱を下げる効果の高い一連の新しい塗料配合を設計することに成功しました。

バンコクやリオデジャネイロのような暑い気候条件下において、4階建ての建物の屋根にこの塗料を塗布すると、年間最大15,800kWhのエアコン使用量を削減できることが試験で示されています。1,000棟の建物に塗布した場合、この削減量は年間10,000台以上のエアコンを稼働させるのに十分な量となります。これは、特に暑い季節が続くことで電力供給が逼迫する都市において、非常に印象的な数字です。

この新しい塗料は、太陽光（特に可視光線と近赤外線）を反射する特性と、赤外線を放出して大気中に熱を放散する特性という2つのコア要素に基づいて設計されています。これらの特性は機械学習アルゴリズムによって最適化されており、研究期間を大幅に短縮し、製品効率を向上させます。

AIは、科学者が数百万通りもの材料の組み合わせを短時間でシミュレーションできるだけでなく、望ましい特性を持つ材料を「注文」することも可能にします。材料を作製してから測定する代わりに、ユーザーはAIに、断熱性、高強度、低コストといった特定の要件を満たす配合を見つけるよう指示できるようになります。

遮熱塗料は屋根だけでなく、自動車、コンテナ、屋外通信機器、産業プラントなどにも幅広く応用できる可能性があります。これは、「ヒートアイランド」現象の緩和と大都市のエネルギー効率向上に向けた実現可能な方向性と考えられています。

AIを活用した新素材開発のトレンドが広がっています。Microsoftなどの大手テクノロジー企業は、太陽電池や医療機器に使用される無機材料の設計を支援するツールキットを発表しました。英国のスタートアップ企業MatNexは、AIを活用して希土類元素を含まない磁石を開発し、電気自動車製造におけるコストと汚染の削減を実現しました。これらのイノベーションは、AIがソフトウェア業界だけでなく、物理学、化学、環境分野でも大きな役割を果たしていることを示しています。

AI設計の塗料がまもなく市場に投入される可能性があります。材料研究プロセスを数ヶ月から数日に短縮することで、エネルギー効率や気候変動に関する様々なイノベーションを加速させる可能性も開かれます。

出典: https://khoahocdoisong.vn/ai-tao-ra-son-chong-nong-giup-giam-nhet-mai-nha-toi-20-do-c-post1552346.html