Un equipo de investigación generado por la Universidad de Oviedo, en colaboración con centros nacionales, ha desarrollado una nueva estrategia para controlar la propagación de la luz a escala nanométrica mediante la superposición de capas de un material conocido como a-MoO3. El estudio, publicado en la revista científica Nature Materials, muestra cómo la orientación precisa de estas capas permite modificar el comportamiento de la luz y generar propiedades que hasta ahora no se habían observado.
La investigación se apoya en el campo emergente de la denominada twistóptica, una disciplina que estudia cómo varían las propiedades ópticas de determinados materiales cuando sus capas se giran unas respecto a otras. En este caso, los científicos trabajan con materiales capaces de generar polaritones superficiales, unas excitaciones que permiten confinar y dirigir la energía electromagnética en escalas extremadamente pequeñas.
Uno de los elementos clave del trabajo es el uso de redes neuronales para identificar con rapidez las configuraciones más adecuadas. Gracias a la inteligencia artificial, los investigadores pueden analizar un elevado número de combinaciones posibles sin tener que comprobarlas experimentalmente una a una, reduciendo de forma considerable el tiempo necesario para desarrollar nuevas estructuras.
Las configuraciones propuestas mediante estos modelos computacionales fueron posteriormente contrastadas mediante simulaciones y técnicas avanzadas de microscopía. Los resultados confirman que el sistema puede funcionar en distintos rangos del espectro electromagnético, desde frecuencias visibles hasta el ámbito de los terahercios.
El avance podría resultar especialmente relevante para el desarrollo de nuevos componentes nanofotónicos, sensores de alta precisión o sistemas destinados a gestionar y controlar la transferencia de calor. La posibilidad de diseñar estructuras específicas en periodos mucho más reducidos facilita además su futura integración en dispositivos científicos y tecnológicos.
La investigación forma parte del proyecto europeo Twistoptics, centrado en aplicar herramientas de inteligencia artificial al diseño de materiales y estructuras a escala nanométrica. Entre sus posibles aplicaciones se encuentran la mejora de sensores, la transmisión de información o el control térmico en dispositivos electrónicos.
Este tipo de investigaciones pone de manifiesto el creciente papel de la inteligencia artificial como herramienta para acelerar el descubrimiento de nuevos materiales y propiedades físicas. A largo plazo, estas técnicas podrían contribuir al desarrollo de dispositivos más eficientes y compactos, capaces de gestionar la propagación de la luz, el calor y la información en dimensiones cada vez más reducidas.
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