ورقة من الورق لا تزن شيئًا تقريبًا، لكن إذا كوّمت مئة ورقة في كومة، ستحصل على حزمة ملموسة. هذا ما فعلوه تقريبًا مع مادة تجيد تحويل لون ضوء إلى آخر، لكن فقط عندما تكون بسماكة ذرة واحدة. طبقة واحدة مثل ورقة واحدة: تعمل بشكل جميل، لكنها رقيقة جدًا بحيث لا تعطي الكثير من الضوء.
أخذ العلماء ثنائي كبريتيد الموليبدينوم — وهي مادة تشتهر في شكل أحادي الطبقة باستجابة لاخطية قوية. هذا يعني أنها تستطيع أخذ فوتونين من الضوء تحت الأحمر غير المرئي ودمجهما في فوتون واحد من الضوء المرئي. لكن طبقة ذرية واحدة تمتص وتصدر القليل جدًا. لذلك كدّسوا الطبقات في كومة، واضعين بينها جزيئات عضوية حتى لا تتداخل الطبقات كهربائيًا مع بعضها، لكن الضوء يتراكم معًا. النتيجة كانت غشاء بسماكة 100 نانومتر فقط — أرق بألف مرة من شعرة الإنسان.
تعمل الكومة مثل جوقة: كل طبقة تغني نغمتها، وتتجمع الأصوات في وتر عالٍ. يزداد السطوع تقريبًا كمربع عدد الطبقات. هذا سمح بتحويل الضوء تحت الأحمر بطول موجة حوالي 3000 نانومتر إلى ضوء مرئي أخضر أو أزرق. يمكن وضع هذا المحول على أي شريحة أو عدسة — والحصول على جهاز مدمج للتعرف على الجزيئات من خلال "بصماتها" تحت الحمراء.
سماكة الغشاء 100 نانومتر. إذا تم تكبيرها إلى سماكة ورقة، لكانت الكومة تحتوي على حوالي مليون طبقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم.