Periset telah menunjukkan jendela prototipe yang dapat beralih dari reflektif ke transparan dengan penambahan cairan sederhana. Jendela switchable baru ini mudah dibuat dan suatu hari nanti mobil yang diparkir di bawah sinar matahari tetap sejuk atau membuat gedung perkantoran lebih hemat energi. Teknologi ini juga bisa digunakan untuk membuat panel atap yang membuat rumah tetap sejuk di musim panas dan hangat di musim dingin.
Meskipun kaca yang menggunakan terapan voltase untuk beralih dari transparan ke buram atau gelap telah tersedia secara komersial, namun harganya yang mahal – sekitar $ 30 per meter persegi – telah menghambat penggunaan yang meluas.
“Kami berharap kaca pintar kami menghabiskan sepersepuluh biaya dari kaca cerdas saat ini karena versi kami dapat diproduksi dengan metode yang sama menggunakan plastik untuk membuat banyak bagian dan tidak memerlukan teknologi elektro-optik yang rumit untuk peralihan,” kata Keith Goossen, yang memimpin tim peneliti dengan Daniel Wolf dari University of Delaware.
Jendela pintar baru ini berisi panel plastik dengan pola struktur yang retroreflective. Ini berarti bahwa alih-alih memantulkan cahaya ke segala arah seperti cermin, ia memantulkan cahaya kembali ke arah asalnya seperti reflektor sepeda.
Dalam jurnal Optical Society (OSA) Optics Express , para periset mendemonstrasikan prototipe kaca pintar baru yang terdiri dari panel plastik cetak 3D yang diliputi oleh ruangan tipis. Bila ruangan diisi dengan cairan metil salisilat – yang sesuai dengan sifat optik plastik – struktur retroreflectif tersebut menjadi transparan.
“Meskipun kami harus mengembangkan cara baru untuk memproses plastik cetak 3D dengan kinerja optik yang baik, mengembangkan cairan murah dengan refraksi indeks yang sesuai dan menghasilkan struktur optik yang sangat reflektif, inovasi ini sebagian besar mengakui bahwa konsep sederhana semacam itu bisa berjalan,” kata Goossen.
Menjaga mobil tetap dingin
Salah satu aplikasi yang paling menjanjikan untuk kaca switchable baru mungkin pada mobil, di mana bisa digunakan untuk mengganti kaca depan menjadi keadaan reflektif saat mobil diparkir di bawah terik matahari.
“Anda tidak bisa menggunakan kaca switchable yang tersedia secara komersial saat ini untuk aplikasi ini karena dalam keadaan gelap kaca depan masih menyerap sinar matahari dan menjadi panas,” kata Goossen. “Karena kaca retroreflective Kami dalam keadaan tidak transparan, hampir semua cahaya dipantulkan, menjaga kaca dan mobil agar tidak menjadi panas.”
“Di Delaware sini, Anda ingin memiliki atap putih di musim panas untuk menjaga agar rumah tetap sejuk dan atap gelap di musim dingin menyerap sinar matahari dan membantu mengurangi biaya pemanasan,” kata Goossen. “Untuk atap yang cerdas, teknologi baru kami menawarkan jenis atap sejuk yang lebih efektif karena bersifat retroreflective selain memungkinkan atap untuk beralih ke gelap di musim dingin.” Meskipun metil salisilat yang digunakan dalam prototipe dapat membeku di daerah yang sangat dingin (kurang dari 16 derajat Fahrenheit), cairan tahan beku dapat dikembangkan.
Prototipe Cetak 3D
“Tanpa pencetakan 3D, kita harus menggunakan teknologi cetak, yang membutuhkan cetakan yang berbeda untuk setiap struktur yang berbeda,” kata Goossen. “Dengan pencetakan 3D, kita bisa dengan mudah membuat struktur apa pun yang kita inginkan dan kemudian menjalankan eksperimen untuk melihat kinerjanya. Untuk produksi komersial, kita bisa menggunakan injection molding standar untuk membuat panel retroreflective dengan murah.”
Begitu para peneliti mengetahui ukuran optimal yang digunakan untuk struktur berulang, mereka melakukan pengujian optik untuk menentukan apakah karakteristik seperti kekasaran permukaan atau penyerapan cahaya material akan menyebabkan masalah optik yang tidak terduga. Tes optik ini menunjukkan bahwa struktur bekerja persis seperti yang ditunjukkan oleh simulasi optik.
“Yang penting, kami juga menunjukkan bahwa perangkat tersebut dapat mengalami ribuan siklus dari yang transparan menjadi reflektif tanpa degradasi apapun,” kata Goossen. Namun, mereka mendapati bahwa beberapa cairan tetap berada di atas struktur alih-alih menguras tenaga. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti sedang mengembangkan pelapis yang akan membantu pengurasan cairan dari plastik tanpa meninggalkan residu apapun.
