Una diminuta partícula de óxido de vanadio se comporta como una ventana de transparencia regulable: en un estado deja pasar la luz infrarroja, y en otro comienza a absorberla. El cambio no ocurre de golpe, sino de forma gradual, como si se girara el mando de un regulador que ajusta la intensidad de una lámpara. Precisamente esta transición entre los estados metálico y aislante fue lo que los científicos examinaron con un nivel de detalle sin precedentes.
Con un microscopio electrónico que bombardea la partícula con electrones y analiza la energía que pierden, los investigadores vieron cómo la luz interactúa con partículas de óxido de vanadio de distintos tamaños. Registraron varios tipos de oscilaciones de electrones, desde la 'respiración' fundamental hasta armónicos superiores, similares a los armónicos de una cuerda musical. Resultó que, al calentar una partícula de 120 nanómetros, el pico de absorción de luz se desplaza suavemente en 0,18 electronvoltios, como si la nota que produce un instrumento subiera gradualmente un cuarto de tono.
Este ajuste gradual abre el camino hacia vidrios inteligentes que se oscurecen solos en el calor, o hacia conmutadores ópticos para las computadoras del futuro, donde los fotones corren en lugar de los electrones. Los investigadores creen que, estirando las partículas hasta darles formas alargadas, se podría lograr un rango de ajuste aún más amplio, como si la ventana pudiera cambiar no solo su transparencia, sino también el color de la luz que deja pasar.
La transición del óxido de vanadio de aislante a metal puede activarse no solo con calor, sino también con un voltaje eléctrico o un pulso láser, y todo ello es reversible millones de veces.
En la novela de Neal Stephenson 'La era del diamante', los materiales inteligentes se adaptan al entorno; las partículas de óxido de vanadio podrían ser un primer paso hacia esas superficies adaptativas.