Naukowcy z Uniwersytetu Notre Dame stworzyli skuteczną powłokę na zwykłe szkło okienne. Blokuje światło podczerwone i ultrafioletowe oraz całkowicie przepuszcza promieniowanie widzialne. Dzięki takiemu filtrowi na oknie pomieszczenie będzie jasne i chłodne, co jest ważne w krajach o gorącym klimacie, gdzie chłodzenie pomieszczeń wymaga ogromnego zużycia energii. Co zaskakujące, w tworzeniu filtra pomogły sztuczna inteligencja i obliczenia kwantowe.
Według naukowców stworzyli pierwszy w branży szerokokątny filtr widmowy. Dzięki temu uzyskano selektywność pasmową, co pozwoliło zachować maksimum światła w zakresie optycznym i wyciąć z niego światło ultrafioletowe i podczerwone przenoszące ciepło w bliskim zakresie tych fal. Ponadto po raz pierwszy w branży stworzono folię, która równie dobrze przepuszcza i filtruje światło, niezależnie od kąta padania światła słonecznego. Innymi słowy: rano, po południu i wieczorem.
Podstawowe poszukiwania potrzebnych materiałów optycznych przeprowadzono z wykorzystaniem interaktywnego uczenia maszynowego oraz komputera kwantowego. W szczególności zastosowano tzw. wyżarzanie kwantowe, czyli znajdowanie optymalnych wartości dla zbioru wielu parametrów.
Algorytmy kwantowe i sztuczna inteligencja zawęziły wybór materiałów podstawowych o wymaganych właściwościach optycznych selektywnych do krzemionki, tlenku glinu i tytanu. Aby odbić promieniowanie podczerwone, na wszystkie trzy warstwy na szkle dodano polimer silikonowy, co również zwiększyło wytrzymałość powłoki. Doświadczenia wykazały, że proponowana folia, zachowując przezroczystość, obniża temperaturę w pomieszczeniu o 5,4–7,2°C. Efekt chłodzący folii został zachowany niezależnie od kąta padania światła z zewnątrz.
Naukowcy podkreślają, że w krajach o gorącym klimacie proponowany filtr okienny może zmniejszyć roczne zużycie energii na chłodzenie o około 97,5 MJ/m2. W przypadku przeciętnego domu w Stanach Zjednoczonych mogłoby to skutkować oszczędnościami sięgającymi nawet jednej trzeciej energii elektrycznej zużywanej rocznie, jak szczegółowo opisali naukowcy w artykule opublikowanym w czasopiśmie Cell Reports Physical Science.