Bangunan modern menghabiskan energi dalam jumlah sangat besar setiap hari. Pendingin udara, pemanas ruangan, pencahayaan, hingga sistem ventilasi bekerja tanpa henti agar penghuni tetap merasa nyaman. Di balik tingginya konsumsi energi tersebut, ada satu komponen bangunan yang sering luput dari perhatian, yaitu jendela. Padahal, jendela menjadi jalur utama masuknya cahaya sekaligus panas matahari. Karena alasan itulah, para ilmuwan terus mengembangkan teknologi smart window atau jendela pintar yang mampu mengatur panas dan cahaya secara otomatis.

Sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan pada tahun 2026 menghadirkan terobosan penting melalui pengembangan material perovskit termokromik dua dimensi yang memiliki stabilitas jauh lebih baik dibandingkan teknologi sebelumnya. Penelitian ini memberikan harapan baru bagi penerapan smart window pada bangunan hijau dan smart building di masa depan.

Baca juga artikel tentang: Arsitektur Di Era AI: Bagaimana Teknologi Membentuk Kota Yang Lebih Hijau Dan Efisien

Selama beberapa tahun terakhir, material perovskit menjadi salah satu bintang baru dalam dunia ilmu material. Popularitasnya meningkat karena material ini memiliki kemampuan optik yang sangat baik, proses pembuatannya relatif sederhana, serta biaya produksinya lebih rendah dibandingkan berbagai material pintar lainnya. Selain banyak digunakan pada sel surya generasi baru, perovskit juga menunjukkan potensi besar sebagai material utama jendela pintar.

Jendela pintar termokromik bekerja dengan cara yang menarik. Ketika suhu udara masih rendah, kaca tetap transparan sehingga sinar matahari dapat masuk dengan bebas. Ruangan menjadi terang tanpa memerlukan banyak lampu. Namun ketika suhu meningkat akibat teriknya matahari, material di dalam kaca secara otomatis mengubah sifat optiknya. Perubahan tersebut membuat sebagian panas matahari tidak lagi masuk ke dalam bangunan. Akibatnya suhu ruangan tetap nyaman meskipun matahari bersinar sangat terik.

Mekanisme dan karakterisasi material termokromik berbasis perovskit, yang dapat mengubah transmitansi cahaya secara reversibel antara kondisi dingin dan panas untuk mengatur masuknya sinar matahari secara pasif (He, dkk. 2026).

Teknologi seperti ini sangat menjanjikan karena tidak membutuhkan sumber energi tambahan untuk mengubah kondisi kaca. Material mampu merespons perubahan suhu secara alami sehingga konsumsi listrik tetap rendah. Prinsip kerja yang sederhana tetapi efektif inilah yang membuat para peneliti di berbagai negara berlomba mengembangkan smart window berbasis material termokromik.

Sayangnya, teknologi sebelumnya masih menghadapi kendala yang cukup serius. Sebagian besar penelitian menggunakan perovskit dengan struktur tiga dimensi. Material tersebut memang memiliki kemampuan mengatur cahaya yang sangat baik, tetapi mudah mengalami kerusakan ketika terkena udara lembap. Paparan kelembapan dalam waktu tertentu membuat struktur kristalnya berubah sehingga kemampuan termokromiknya perlahan menghilang. Akibatnya jendela tidak lagi mampu menyesuaikan diri terhadap perubahan suhu.

Masalah ini menjadi hambatan utama bagi penerapan smart window di dunia nyata. Sebuah gedung dapat digunakan selama puluhan tahun sehingga material bangunan harus mampu bertahan dalam berbagai kondisi cuaca. Tidak ada pemilik bangunan yang ingin mengganti seluruh jendela hanya karena material pintarnya rusak dalam hitungan minggu atau bulan.

Para peneliti kemudian mencoba mencari solusi melalui pendekatan yang berbeda. Mereka mengembangkan material baru berupa perovskit termokromik dua dimensi yang diberi nama TMPI. Material ini memiliki struktur kristal yang lebih stabil berkat penambahan senyawa thiourea yang berfungsi memperkuat susunan molekulnya.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa perovskit termokromik 2D memiliki stabilitas optik, ketahanan terhadap kelembapan, serta daya tahan siklus pemanasan–pendinginan yang lebih baik dibandingkan perovskit 3D, sebagaimana dibuktikan melalui pengukuran transmitansi dan citra SEM. (He, dkk. 2026).

Hasil penelitian menunjukkan peningkatan performa yang sangat menggembirakan. Pada kondisi dingin, material TMPI mampu mempertahankan tingkat transparansi cahaya hingga sekitar 83,7 persen. Artinya, sebagian besar cahaya matahari tetap dapat masuk ke dalam ruangan sehingga penghuni memperoleh pencahayaan alami yang optimal. Ketika suhu meningkat, tingkat transparansi turun menjadi sekitar 35,2 persen. Penurunan ini membantu mengurangi masuknya energi panas matahari sehingga ruangan tidak cepat memanas.

Kemampuan tersebut dikenal sebagai modulasi energi matahari. Dalam penelitian ini, material TMPI mampu mencapai nilai modulasi sekitar 24,7 persen. Angka tersebut menunjukkan bahwa material mampu mengatur jumlah energi matahari yang masuk secara efektif sesuai perubahan suhu lingkungan.

Keunggulan terbesar justru terletak pada ketahanannya terhadap kelembapan. Para peneliti menguji material baru ini pada lingkungan dengan kelembapan relatif mencapai 75 persen dan suhu sekitar 25 derajat Celsius selama hampir satu bulan. Hasilnya sangat mengesankan. Material tetap mempertahankan kemampuan termokromiknya hingga akhir pengujian. Sebaliknya, material perovskit tiga dimensi yang selama ini banyak digunakan kehilangan kemampuan tersebut hanya dalam beberapa hari pada kondisi yang sama.

Temuan ini memiliki arti yang sangat penting bagi negara tropis seperti Indonesia. Hampir seluruh wilayah Indonesia memiliki tingkat kelembapan udara yang tinggi sepanjang tahun. Kondisi tersebut selama ini menjadi tantangan besar bagi berbagai material pintar. Kehadiran perovskit dua dimensi yang lebih tahan terhadap kelembapan membuka peluang penggunaan smart window pada rumah tinggal, apartemen, gedung perkantoran, rumah sakit, sekolah, maupun pusat perbelanjaan tanpa perlu khawatir material cepat mengalami kerusakan.

Penelitian ini juga membantu para ilmuwan memahami mekanisme perubahan warna pada material tersebut. Mereka menemukan bahwa sifat termokromik muncul akibat perubahan struktur kristal dari bentuk nol dimensi menjadi dua dimensi melalui proses pelepasan dan penyerapan molekul air. Pengetahuan mengenai mekanisme ini menjadi dasar penting bagi pengembangan material yang lebih stabil, lebih efisien, dan memiliki umur pakai yang semakin panjang.

Bagi dunia smart building, keberhasilan ini membuka banyak peluang baru. Bangunan masa depan tidak hanya mengandalkan sensor suhu atau kecerdasan buatan untuk menghemat energi. Material penyusun bangunan sendiri juga dapat berperan aktif dalam mengurangi konsumsi listrik. Ketika matahari mulai terik, jendela secara otomatis mengurangi masuknya panas. Pendingin udara tidak perlu bekerja terlalu keras sehingga penggunaan listrik ikut menurun. Sebaliknya, ketika cuaca lebih sejuk, kaca kembali menjadi transparan agar cahaya alami dapat masuk secara maksimal.

Smart window seperti ini juga dapat bekerja bersama berbagai teknologi lain. Sensor cuaca dapat memprediksi perubahan kondisi lingkungan. Sistem manajemen bangunan kemudian mengoordinasikan kerja pendingin udara, ventilasi, pencahayaan, hingga panel surya berdasarkan kondisi yang sebenarnya. Semua komponen saling berkomunikasi untuk menghasilkan efisiensi energi yang lebih tinggi.

Dalam jangka panjang, penerapan teknologi ini tidak hanya memberikan manfaat ekonomi melalui penghematan tagihan listrik. Pengurangan penggunaan pendingin udara juga berarti menurunkan konsumsi energi dari pembangkit listrik sehingga emisi karbon ikut berkurang. Langkah tersebut sangat penting dalam mendukung target pembangunan rendah karbon dan pencapaian net zero emission yang sedang diupayakan banyak negara.

Penelitian mengenai perovskit termokromik dua dimensi menunjukkan bahwa inovasi material dapat menjadi kunci transformasi bangunan modern. Selama bertahun tahun para ilmuwan menghadapi dilema antara performa tinggi dan ketahanan lingkungan. Kini keduanya mulai dapat dicapai secara bersamaan melalui rekayasa struktur material yang lebih cerdas.

Apabila teknologi ini berhasil diproduksi secara massal dengan biaya yang semakin terjangkau, jendela masa depan tidak lagi hanya menjadi pembatas antara ruang dalam dan luar. Jendela akan berubah menjadi komponen aktif yang mampu mengatur cahaya, mengendalikan panas, menghemat energi, serta menjaga kenyamanan penghuni sepanjang tahun. Inovasi ini menjadi bukti bahwa masa depan smart building bukan hanya bergantung pada perangkat elektronik dan kecerdasan buatan, tetapi juga pada material pintar yang mampu beradaptasi dengan lingkungan secara otomatis dan berkelanjutan.

Baca juga artikel tentang: Arsitektur Front End Cerdas Untuk Aplikasi Cepat, Aman, Dan Siap Masa Depan

REFERENSI:

He, Huanfeng dkk. 2026. Enhancing Stability: Two‐Dimensional Thermochromic Perovskite for Smart Windows in Building Applications. Advanced Functional Materials 36 (6), 2417582