Di notte bastano pochi secondi. Nello specchietto compaiono due fari, magari quelli di un SUV un po’ troppo vicino, e ciò che dovrebbe servire a controllare la strada alle nostre spalle diventa una lampada puntata negli occhi. Con il vecchio retrovisore si cercava la levetta sotto il vetro e si cambiava inclinazione alla superficie riflettente. Funzionava, con una certa brutalità: posizione giorno o posizione notte.
L’importanza del saper fare…due conti
Gli specchietti auto-oscuranti fanno qualcosa di più raffinato e, contrariamente a quello che verrebbe spontaneo pensare, non è la luce dei fari a scurire direttamente il vetro.
Di solito lavorano due sensori. Il primo guarda verso il parabrezza e misura la luminosità dell’ambiente, il secondo controlla la luce che arriva da dietro. Il microcontrollore confronta i valori: se davanti è buio ma posteriormente compare una sorgente molto intensa, interpreta la differenza come una possibile condizione di abbagliamento e comanda l’oscuramento.
Il particolare spiega perché lo stesso fascio luminoso che di notte fa reagire il retrovisore, in pieno giorno possa lasciarlo del tutto indifferente. Conta il contrasto, non il faro in sé. Alcuni sistemi, quando si inserisce la retromarcia, riportano poi lo specchio verso una maggiore riflettività: durante una manovra è meglio sopportare qualche fotone in più e vedere bene ciò che succede dietro.
Gentex, fra i produttori che hanno avuto un ruolo centrale nello sviluppo di questa tecnologia, introdusse nel 1982 un primo specchietto automatico elettromeccanico; nel 1987 arrivò quello elettrocromico, capace di regolare la propria riflettività in modo continuo. Dal vecchio interruttore ottico a due posizioni si era passati, insomma, a una specie di dimmer.
Un elettrone può cambiare il colore di una molecola
A questo punto il sensore ha capito che dietro di noi c’è troppa luce e il software decide di intervenire. All’interno dello specchietto viene applicata una piccolissima tensione elettrica a uno strato di materiale speciale, spesso simile a un gel. Il materiale cambia colore.
L’elettricità modifica alcune molecole presenti nello strato elettrocromico, facendo acquistare o perdere loro elettroni. Basta questo piccolo cambiamento per alterare il modo in cui quelle molecole si comportano con la luce.
Tra i materiali usati storicamente negli specchietti elettrocromici ci sono, per esempio, i viologeni. Sono molecole organiche capaci di cambiare colore quando acquistano un elettrone. In altre parole, possiamo immaginarle come minuscoli interruttori ottici: in una condizione lasciano passare molta luce, nell’altra ne assorbono di più.
La formula che descrive il passaggio è:
V²⁺ + e⁻ → V•⁺
A sinistra c’è la molecola prima del cambiamento, poi arriva un elettrone e a destra troviamo la stessa molecola in una nuova condizione. Quel piccolo punto accanto alla V indica proprio la presenza di un elettrone rimasto spaiato. La conseguenza che interessa a noi è molto concreta: la molecola assorbe più luce e lo specchietto appare più scuro.
C’è poi un vantaggio geometrico. La luce dei fari attraversa lo strato elettrocromico prima di raggiungere la superficie riflettente e lo attraversa una seconda volta mentre torna verso i nostri occhi. Lo stesso materiale, quindi, attenua la luce sia all’andata sia al ritorno.
Ogni produttore utilizza formulazioni proprie, quindi non tutti gli specchietti contengono esattamente gli stessi composti. Il principio, però, rimane questo: una piccola corrente modifica temporaneamente il comportamento del materiale nei confronti della luce. E il cambiamento può essere graduale, così lo specchio non passa bruscamente da chiaro a scuro, ma sceglie quanto oscurarsi in base all’abbagliamento.
Sul tetto la luce deve attraversare, non tornare indietro
Dal retrovisore al tetto panoramico cambiano le dimensioni, ma soprattutto cambia il problema. Nello specchietto vogliamo evitare che troppa luce venga riflessa verso i nostri occhi. Nel tetto, invece, vogliamo decidere quanta luce possa entrare nell’abitacolo.
La Porsche Taycan offre un buon esempio. Il suo Panoramic Roof with Variable Light Control utilizza una tecnologia chiamata PDLC, sigla di Polymer Dispersed Liquid Crystal. Dentro il vetro c’è una sottilissima pellicola contenente cristalli liquidi dispersi in un materiale plastico trasparente.
Quando non viene applicata tensione elettrica, questi cristalli sono orientati un po’ alla rinfusa. La luce li incontra e viene deviata in molte direzioni, così il vetro appare opaco. Quando arriva corrente, invece, i cristalli si mettono più ordinatamente nella stessa direzione e la luce riesce ad attraversare il materiale con molta meno dispersione. Il passaggio avviene in pochi millisecondi. Sulla Taycan il tetto è suddiviso in nove zone controllabili e Porsche dichiara un consumo inferiore a 20 watt.
Qui, quindi, non cambia il colore di una molecola: cambia il modo in cui minuscole strutture interne si orientano e lasciano passare la luce.
Esistono poi vetri che sono elettrocromici in senso stretto. Uno dei materiali più studiati è l’ossido di tungsteno, WO3. Quando viene applicata una tensione, nel materiale entrano piccolissime particelle cariche insieme agli elettroni. La struttura cambia leggermente e comincia ad assorbire più luce, diventando più scura.
Il principio ricorda, alla lontana, quello di una batteria al litio, dove particelle cariche entrano ed escono dai materiali degli elettrodi. Ma qui l’obiettivo non è accumulare energia, vogliamo semplicemente controllare quanta luce riesce ad attraversare il vetro.
PDLC, SPD, elettrocromico: stesso pulsante, fisiche diverse
Un passeggero preme un comando e il tetto diventa più scuro. Dal sedile sembra tutto molto semplice. Dentro il materiale, però, possono succedere cose completamente diverse.
Nel vetro elettrocromico si spostano cariche, spesso insieme a ioni, e cambia lo stato elettronico di una sostanza. Nel PDLC si orientano cristalli liquidi e varia soprattutto la diffusione della luce. Nei sistemi SPD, Suspended Particle Device, il campo elettrico mette invece ordine fra minuscole particelle sospese: quando sono disposte casualmente ostacolano maggiormente il passaggio della radiazione, quando si allineano lasciano una strada più libera ai fotoni.
Una folla davanti a una porta rende abbastanza bene l’idea. Persone sparse e girate in tutte le direzioni rallentano il passaggio; se si dispongono lungo la stessa direzione, improvvisamente compare un corridoio.
Le differenze si vedono anche nei tempi. I cristalli liquidi possono reagire nell’ordine dei millisecondi, mentre nei materiali elettrocromici devono muoversi elettroni e, in molti casi, ioni: un processo fisicamente più lento. In compenso alcune architetture elettrocromiche sono bistabili, cioè mantengono lo stato raggiunto con pochissima energia o senza alimentazione continua. Al CES 2026 Gentex ha mostrato un tetto elettrocromico a film capace di conservare il livello di trasmissione luminosa anche dopo aver tolto corrente.
Poi c’è il calore, che complica ancora un po’ il gioco. Il sole non ci manda soltanto la luce che vediamo: una parte dell’energia arriva nel vicino infrarosso e contribuisce a scaldare l’abitacolo. Per questo la ricerca sulle smart windows prova a separare le due cose, lasciando entrare una buona quantità di luce visibile e fermando una quota maggiore dell’infrarosso. Una prospettiva interessante anche per il climatizzatore, che in estate ringrazierebbe volentieri.
Tecnologie parenti sono finite da anni fuori dall’automobile. Sul Boeing 787, per esempio, i passeggeri non abbassano una tendina: regolano elettricamente l’oscuramento del finestrino. Chi resta vicino al finestrino durante un volo molto lungo può così continuare a guardare fuori. Anche quando chi occupa il posto accanto avrebbe preferito dormire.
