Para ilmuwan tengah berlomba menemukan cara agar bangunan di masa depan bisa lebih hemat energi, lebih nyaman ditempati, dan tetap ramah lingkungan. Salah satu ide yang berkembang pesat yaitu membuat jendela pintar. Jendela ini tidak hanya berfungsi sebagai penghalang angin atau hujan, tetapi juga bisa mengatur panas dan cahaya matahari yang masuk ke dalam ruangan. Bahkan, jendela pintar terbaru yang sedang diteliti memiliki kemampuan menghasilkan listrik dari panas matahari.

Salah satu penelitian terbaru menjelaskan pengembangan material baru untuk jendela pintar tersebut. Material ini disebut hidrogel ionik yang peka terhadap suhu. Meski terdengar rumit, pada dasarnya ini adalah bahan seperti gel transparan yang dapat berubah sifatnya ketika suhu lingkungan berubah. Perubahan ini tidak hanya memengaruhi tampilan jendela, tetapi juga memicu proses pembangkitan energi listrik dari panas.

Baca juga artikel tentang: Paradigma Thermodynamic Dalam Desain Bangunan Hijau: Kajian Eksploratif

Untuk memahami manfaatnya, mari bayangkan kondisi sehari hari. Pada siang hari yang terik, panas matahari membuat bangunan menjadi tidak nyaman dan memaksa penghuni menyalakan pendingin ruangan. Akibatnya, konsumsi listrik meningkat. Dengan jendela pintar berbasis hidrogel ini, kaca akan otomatis menyesuaikan diri. Ketika suhu naik, materialnya berubah sehingga cahaya dan panas yang masuk ke dalam ruangan berkurang. Ruangan tetap lebih sejuk tanpa harus terlalu bergantung pada pendingin ruangan.

Keunggulan lain dari material ini adalah kemampuannya mengubah panas yang tidak terpakai menjadi listrik. Teknologi ini dikenal sebagai termoelektrik. Ketika ada perbedaan suhu antara bagian dalam dan luar jendela, hidrogel tersebut menghasilkan tegangan listrik. Tegangan ini memang tidak sebesar pembangkit listrik tenaga surya, tetapi cukup untuk membantu memasok energi bagi perangkat kecil atau sistem sensor pada bangunan pintar.

Rahasia utama dari teknologi ini ada pada sifat hidrogel yang sensitif terhadap suhu. Peneliti membuat serangkaian hidrogel yang bisa berubah fase pada suhu tertentu. Ketika suhu melewati batas kritis, struktur dalam gel berubah sehingga berdampak pada kemampuan material menahan cahaya dan panas. Pada saat yang sama, perubahan fase ini juga meningkatkan kemampuan material menghasilkan listrik melalui efek termoelektrik.

Dalam penelitian tersebut, para ilmuwan melaporkan nilai koefisien termoelektrik yang tinggi, yang menunjukkan bahwa material ini sangat responsif terhadap perubahan suhu. Mereka bahkan mengembangkan prototipe jendela pintar yang dapat bekerja ganda. Jendela ini tidak hanya mampu menyesuaikan kecerahan berdasarkan panas matahari, tetapi juga berfungsi sebagai generator listrik kecil. Pada suhu sekitar 26 derajat Celcius, prototipe ini sudah dapat menunjukkan kinerja yang efektif.

Penggabungan dua fungsi penting ini membuat jendela pintar berbasis hidrogel ini menjadi terobosan besar. Selama ini, teknologi jendela pintar biasanya hanya fokus pada pengaturan cahaya dan panas. Sementara perangkat pembangkit energi seperti panel surya membutuhkan lokasi terpisah. Dengan material baru ini, satu perangkat bisa menjalankan dua peran sekaligus: menjaga kenyamanan termal penghuni bangunan dan menyediakan tambahan sumber energi.

Kinerja smart window berbasis hidrogel ionik PAA-PEO-0.5MSDC yang dapat berubah tingkat transmisinya sesuai perubahan suhu, sehingga menurunkan panas masuk, mengurangi suhu dalam ruangan, dan bahkan menghasilkan tegangan listrik dari perbedaan suhu (Fu, dkk. 2025).

Jika diterapkan secara luas, teknologi ini dapat membantu mengurangi jejak karbon dari sektor bangunan. Saat ini, bangunan merupakan salah satu penyumbang terbesar konsumsi energi global, terutama untuk pendinginan dan pemanasan ruangan. Mengurangi ketergantungan pada pendingin ruangan berarti menurunkan konsumsi listrik secara signifikan. Jika jendela tersebut juga menghasilkan listrik, maka dampaknya akan semakin besar.

Selain manfaat energi, teknologi ini juga menawarkan kenyamanan tambahan. Jendela pintar dapat melindungi penghuni dari silau matahari tanpa perlu tirai atau pelapis tambahan. Sistem otomatisnya bekerja berdasarkan suhu sehingga tidak membutuhkan kontrol manual yang rumit. Dengan desain yang tepat, jendela tetap terlihat jernih dan estetis ketika suhu normal, lalu berubah menjadi lebih buram saat panas meningkat.

Tentu saja masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum teknologi ini siap digunakan secara massal. Para peneliti masih harus memastikan materialnya tahan lama, aman, dan ekonomis untuk diproduksi dalam skala besar. Mereka juga perlu mempelajari bagaimana performa jendela ini dalam berbagai kondisi iklim, misalnya di daerah tropis yang panas dan lembap, atau di wilayah yang memiliki musim dingin ekstrem.

Namun, penelitian ini jelas membuka jalan baru bagi pengembangan material cerdas. Hidrogel ionik yang peka suhu menunjukkan bahwa bahan yang terlihat sederhana dapat memiliki fungsi yang sangat kompleks dan bermanfaat. Dengan rekayasa yang tepat, material ini bisa menjadi tulang punggung bangunan pintar yang masa depannya semakin dekat.

Teknologi seperti ini juga mengingatkan kita bahwa alam sering memberi inspirasi. Banyak organisme hidup yang mampu beradaptasi terhadap perubahan suhu dan lingkungan. Para ilmuwan kemudian meniru prinsip tersebut dan menerapkannya pada material buatan. Hasilnya adalah sistem yang bekerja secara otomatis tanpa banyak campur tangan manusia.

Jika suatu hari teknologi ini menjadi umum, kita mungkin akan melihat bangunan yang mampu mengatur diri sendiri. Jendela yang meredup ketika panas, dinding yang membantu menyimpan energi panas pada malam hari, dan atap yang mengubah sinar matahari menjadi energi. Semua itu bekerja bersama untuk menciptakan lingkungan hunian yang lebih efisien dan ramah lingkungan.

Jendela pintar berbasis hidrogel ini bukan sekadar teknologi canggih. Ini merupakan bagian dari upaya global untuk mencari solusi energi berkelanjutan. Dengan menggabungkan ilmu material, fisika, dan rekayasa, para peneliti berusaha menciptakan dunia yang tetap nyaman ditinggali tanpa merusak planet kita.

Dan mungkin saja, di masa depan, setiap sinar matahari yang menyentuh jendela rumah kita tidak akan hanya menjadi panas yang mengganggu, tetapi sumber energi baru yang membantu menerangi dunia.

Baca juga artikel tentang: Lebih Sehat dengan Bangunan Hijau: Mengapa Desain Ramah Lingkungan Dapat Meningkatkan Kualitas Hidup

REFERENSI:

Fu, Mi dkk. 2025. A thermosensitive ionic hydrogel for thermotropic smart windows with integrated thermoelectric energy harvesting capability. Advanced Functional Materials 35 (1), 2412081.