Smart windows più economiche con il PDMS

I ricercatori del MIT hanno sviluppato una teoria predittiva sulle caratteristiche ottiche di un polimero che potrebbe essere impiegato nelle future smart windows. Conoscendo la luce che attraversa il materiale, in base al suo spessore e al grado di allungamento, sarebbe possibile realizzare finestre che reagiscono ai raggi del Sole, consentendo un importante risparmio economico sulle bollette di luce e gas.

I materiali utilizzati oggi per le smart windows sono troppo costosi. Il PDMS (Polidimetilsilossano) è invece un polimero economico e molto diffuso, soprattutto in campo medico. Le finestre possono essere ricoperte da diversi strati di PDMS e i progettisti potrebbero usare l’equazione dei ricercatori per determinare l’ammontare di forza da applicare per variare la trasparenza del materiale. Un allungamento maggiore provoca una riduzione dello spessore e un aumento di luce che attraversa il polimero, come si può vedere nel seguente video.

Gli scienziati del MIT hanno effettuato diversi esperimenti usando fogli di PDMS, in cui sono stati aggiunte microparticelle colorate. La struttura è opaca in assenza di deformazioni, ma diventa più trasparente quando viene allungata o gonfiata nella direzione perpendicolare alla luce. Combinando le misure di spessore e luce assorbita con il risultato della legge di Lambert-Beer, il team di ingegneri ha ottenuto una semplice equazione che permette di prevedere la quantità di luce trasmessa attraverso una struttura PDMS deformata meccanicamente.

L’equazione può essere utilizzata in diverse applicazioni, come il controllo della luce che attraversa le smart windows. Le proprietà del polimero colorato possono essere sfruttate per realizzare estensimetri che misurano le deformazioni degli edifici e di altre strutture.