Isı yönetimi, enerji verimliliği ve iklim dostu teknolojilerin geliştirilmesinde büyük bir öneme sahiptir. Bilim insanları ise son zamanlarda yapay zeka tabanlı tasarım yöntemleri kullanarak ısı yayan metamateryaller geliştirdi. Bahsedilen bu özel malzemelerin binaların ısısını kontrol edebiliyor ve fazla sıcaklığı uzaya yansıtarak serinlik sağlayabiliyor olduğu keşfedilmiştir. Bunu da yüzey geometrisi ve bileşenler sayesinde gerçekleştirebildikleri ortaya konmuştur.
Nanofotonik malzemelerin tasarımının uzun süren deneme-yanılma yöntemlerine dayandığı bilinmektedir ancak araştırmacılar makine öğrenmesi sayesinde on binlerce tasarımı kısa sürede tarayıp uygun ve çalışır olanlarını seçebilir hale gelmeleri ortaya konan bir yenilik olarak karşımıza çıkmaktadır. Nanofotonik, ışık ve maddenin en küçük ölçeklerdeki etkileşimini inceleyen bilim olarak bilinmektedir. Nanofotonik genellikle ışığı yönlendirebilen ve yoğunlaştırabilen metalik bileşenler içerir. Bu bileşenler, metal yüzeyinde ışığın elektronlarla etkileşimi sonucu oluşan özel dalgaları yani yüzey plazmonlarını kullanır.1
Laboratuvarda geliştirilen 7 farklı prototipin testlerde etkileyici bir sonuca imza attığı görüldü. Güneş ışığının yaklaşık olarak %96’sını yansıtabilen özel kaplamalar, aynı anda da kızılötesi dalga boylarında güçlü bir şekilde ısı yayarak ortamın daha serin kalmasını sağlar. Yapılan denemelerde bu yeni malzemelerle kaplanan yüzeyler, sıradan beyaz boyalı yüzeylerden bile birkaç derece daha düşük sıcaklıkta kaldı. Model evlerle yapılan uygulamalarda ise kaplama kullanılan çatıların, gri boyalı çatılara kıyasla tam 21°C daha serin olduğu ölçüldü.2
Bu araştırmadaki uygulamaların ötesinde, termal meta-yayıcılar günlük kullandığımız birçok şeyin bir parçası haline gelebilir. Bunları tekstil ve kumaşlara entegre etmek, araba kaplanması ve iç malzemelere gömmek, güneşte dururken biriken ısıyı azaltabilir. Araştırmacılar bu konuyu geliştirmeye devam edecek ve nanofotonik alanını hayatta daha fazla yerde uygulamaya çalışacaklardır.
Faydaları ve geleceğe etkileri
- Tipik bir klima yılda yaklaşık olarak 1.500 kilowatt enerji tüketir. Klima kullanımının azalması, elektrik tüketimini yıllık bazda %20-30 oranında düşürebilir.3
- Bu durum da hem kullanıcı için ekonomik olarak rahatlama demek hemde karbon emisyonlarının kritik oranda azalması demek oluyor.
Bu yapay zeka destekli termal yönetim çözümlerinin daha geniş alanlara yayılması, özellikle sıcak iklimlerde kentsel ısı adası etkisini hafifletme ve küresel anlamda sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmada büyük fırsat sunması bekleniyor.
Kaynaklar
- Nasrollahzadeh, M., Issaabadi, Z., Sajjadi, M., Sajadi, S. M., & Atarod, M. (2019). Chapter 2 – Types of nanostructures. In Interface Science and Technology (Vol. 28, pp. 29–80). Elsevier.
- Xiao, C., Liu, M., Yao, K., Zhang, Y., Zhang, M., Yan, M., … & Zhou, H. (2025). Ultrabroadband and band-selective thermal meta-emitters by machine learning. Nature, 643(8070), 80-88.
- https://techxplore.com/news/2025-07-cheaper-energy-bills-ai-materials.html