نافذة تفتح من تلقاء نفسها سريع
يتصرف جسيم صغير من أكسيد الفاناديوم مثل نافذة ذات شفافية قابلة للضبط: في حالة ما يمرر الضوء تحت الأحمر، وفي حالة أخرى يبدأ بامتصاصه. ولا يحدث التحول فجأة، بل بتدرج، مثل إدارة مقبض باهتة الضوء التي تغيّر سطوع المصباح. وهذا الانتقال بين الحالة المعدنية والحالة العازلة هو ما تمكن العلماء من رصده بدقة غير مسبوقة.
باستخدام مجهر إلكتروني يقصف الجسيم بالإلكترونات ويحلل الطاقة التي تفقدها، رأى الباحثون كيف يتفاعل الضوء مع جسيمات أكسيد الفاناديوم بأحجام مختلفة. وسجلوا عدة أنواع من اهتزازات الإلكترونات، من "التنفس" الأساسي إلى التوافقيات الأعلى، المشابهة للنغمات التوافقية لوتَر آلة موسيقية. واتضح أنه عند تسخين جسيم بحجم 120 نانومترًا، تنزاح قمة امتصاص الضوء بسلاسة بمقدار 0.18 إلكترون فولت، وكأن نغمة يصدرها آلة ترتفع تدريجيًا بمقدار ربع نغمة.
هذا الضبط السلس يفتح الطريق أمام صناعة زجاج ذكي يُظلم تلقائيًا في الحر، أو مفاتيح بصرية لحواسيب المستقبل حيث تجري الفوتونات بدلًا من الإلكترونات. ويعتقد الباحثون أنه بتمديد الجسيمات إلى أشكال مستطيلة، يمكن تحقيق نطاق أوسع من إعادة الضبط، وكأن النافذة لا تغيّر شفافيتها فحسب، بل لون الضوء المار عبرها أيضًا.
يمكن تحفيز انتقال أكسيد الفاناديوم من العازل إلى المعدن ليس فقط بالتسخين، بل أيضًا بجهد كهربائي أو نبضة ليزر، وكل ذلك قابل للعكس ملايين المرات.
في رواية نيل ستيفنسون "العصر الماسي"، تتكيف المواد الذكية مع محيطها، وقد تكون جسيمات أكسيد الفاناديوم خطوة أولى نحو هذه الأسطح التكيفية.