Una hoja de papel casi no pesa nada, pero si apilas cien hojas, obtienes un bloque notable. Algo similar hicieron con un material que es excelente para convertir un color de luz en otro, pero solo cuando tiene el espesor de un átomo. Una sola capa es como una hoja: funciona de maravilla, pero es demasiado delgada para producir mucha luz.
Los científicos tomaron disulfuro de molibdeno, un material que en forma de monocapa es famoso por su fuerte respuesta no lineal. Esto significa que puede tomar dos fotones de luz infrarroja invisible y combinarlos en un fotón de luz visible. Pero una capa atómica absorbe y emite muy poca luz. Entonces apilaron las capas, intercalando moléculas orgánicas entre ellas para que las capas no interfieran eléctricamente entre sí, pero la luz se sumara. El resultado fue una película de solo 100 nanómetros de espesor, mil veces más delgada que un cabello humano.
La pila funciona como un coro: cada capa canta su nota y las voces se combinan en un acorde potente. El brillo aumenta casi como el cuadrado del número de capas. Esto permitió convertir luz infrarroja de aproximadamente 3000 nanómetros de longitud de onda en luz visible verde o azul. Este convertidor puede aplicarse a cualquier chip o lente, creando un dispositivo compacto para identificar moléculas por sus "huellas" infrarrojas.
El espesor de la película es de 100 nanómetros. Si se aumentara hasta el grosor de una hoja de papel, la pila contendría alrededor de un millón de capas de disulfuro de molibdeno.