Les finestres intel·ligents s'estan considerant cada vegada més una eina valuosa per a la millora de l'eficiència energètica dels edificis. Aquestes tecnologies poden regular factors com ara la calor solar i la transmissió de llum en resposta a les condicions ambientals canviants. També constitueixen una de les principals àrees de recerca del Grup de Materials Funcionals Nanoestructurats de l'ICN2 (Nanosfun), liderat pel Prof. Daniel Ruiz-Molina del CSIC. Sota la direcció del Dr. Claudio Roscini, i en col·laboració amb la UAB i altres universitats estrangeres, el grup investiga diversos materials les propietats òptiques dels quals canvien en resposta a factors com la llum, les variacions de temperatura o l'electricitat. L'objectiu és desenvolupar tecnologies que puguin millorar la gestió de la radiació solar i les condicions tèrmiques a l'interior dels edificis.

Un dels darrers enfocaments del grup, publicat a Advanced Functional Materials, combina sinèrgicament el fotocromatisme i el termocromatisme en una sola finestra. El sistema utilitza colorants fotocròmics confinats en minúscules nanogotes de líquid, una tecnologia avançada desenvolupada prèviament amb l'empresa derivada de l'ICN2 Futurechromes SL, que garanteix una resposta ràpida. Quan s'exposen a la llum solar, aquests materials s'enfosqueixen i converteixen part de la radiació visible incident en calor. Aquesta calor activa una segona capa de parafina que dispersa la llum i fa que la finestra sigui progressivament més opaca a mesura que augmenta la radiació solar. El resultat és una pel·lícula capaç de transitar entre diferents estats òptics en funció del seu entorn: pot romandre transparent amb poca llum, enfosquir-se quan augmenta la radiació solar, i tornar-se més opaca i fosca quan la intensitat lumínica i la temperatura són relativament elevades al mateix temps. En una casa model, el sistema va reduir l'increment de temperatura interior fins a un 41%.

A més, la recerca del grup va explorar la combinació de materials fototermocròmics similars en una matriu polimèrica reticulada per conferir a la pel·lícula resistència a l'aigua. Això la fa més adequada per a condicions meteorològiques canviants i l'apropa a aplicacions pràctiques.

Aquests estudis es van dur a terme en col·laboració amb investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), liderats pel Prof. Jordi Hernando, així com amb Futurechromes, una empresa derivada de l'ICN2 especialitzada en aquest tipus de tecnologia. A l'ICN2, el Dr. Lorenzo Vallan va liderar el treball experimental, sota la supervisió del Dr. Roscini.

Aconseguir el control elèctric de les finestres a una tensió més baixa

Un altre enfocament que ha desenvolupat el grup es basa en les finestres electrotermocròmiques, que combinen una resposta tèrmica amb el control elèctric. En aquest cas, la finestra conté una capa electrocromitica que s'enfosqueix quan se li aplica una tensió baixa. Aquesta capa absorbeix la radiació solar i la converteix en calor, que activa una segona capa termocròmica. Com en l'enfocament anterior, aquesta combinació permet a la finestra adoptar diferents estats òptics i regular la quantitat de llum que hi passa. No obstant això, el control elèctric addicional ofereix als usuaris un control més gran sobre el moment en què la finestra canvia d'estat, tot requerint només una petita quantitat d'energia elèctrica.

En aquesta recerca, publicada a Advanced Science, l'equip també va col·laborar amb investigadors de la Universitat de Donghua de Shanghai, la Xina, a més de l'equip de la UAB.

Aquests avenços reflecteixen la mateixa línia de recerca: el desenvolupament de vidriats dinàmics capaços de respondre a la radiació solar i a les condicions ambientals per contribuir a la millora del confort interior i a la reducció dels guanys de calor solar no desitjats. La col·laboració entre l'ICN2, la UAB i Futurechromes integra les diverses etapes del procés, des del disseny de materials i dispositius fins a la creació de prototips i la transferència de tecnologia.

Articles de referència:

Vallan, L.; Carrascull-Marín, A.; Wu, X.; Ruiz-Molina, D.; Hernando, J.; Roscini, C. Self-Adjusting Photothermal Heating for Multi-State Photo-Thermochromic Glazing. Advanced Functional Materials. (2026). DOI: 10.1002/adfm.78530. 

Villabona, M.; Vallan, L.; Ruiz-Molina, D.; Roscini, C.; Hernando, J. Weather-Resistant Thermoresponsive UV-Curable Smart Window Composites Based on Paraffin Particles. ACS Applied Materials & Interfaces. (2026). DOI: 10.1021/acsami.6c04877

Wu, X.; Vallan, L.; Li, H.; Ramon Otaegui, J.; Mena, S.; Jiang, W.; Wang, H.; Barnes, J. C.; Ruiz-Molina, D.; Li, K.; Hernando, J.; Roscini, C.; Guirado, G. Synergistic Effects in Multistate Black Electro-Thermochromic Smart Windows for Energy-Efficient Modulation of Solar Heating. Advanced Science. (2026). DOI: 10.1002/advs.77765.