La belleza de las piedras preciosas, como el opal, es innegable, pero su complejidad es aún más fascinante. Al observar estas gemas desde diferentes ángulos, se pueden apreciar una variedad de matices que hacen dudar sobre cuál es realmente su color. Este fenómeno, conocido como color estructural, se debe a estructuras microscópicas que reflejan la luz y producen tonos radiantes.
El color estructural no solo se encuentra en las gemas; también está presente en organismos de la naturaleza, como en las colas de los pavos reales y las alas de ciertas mariposas. Sin embargo, replicar esta cualidad fuera del laboratorio ha sido un desafío significativo, limitando así la fabricación personalizable y bajo demanda. Por ello, diseñadores y empresas han optado por incorporar objetos existentes que cambian de color, como plumas y gemas, en artículos personales, ropa y obras de arte.
Nueva tecnología para el diseño iridiscente
Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL)MIT han logrado emular esta brillantez natural mediante un nuevo sistema óptico llamado MorphoChrome. Esta innovadora herramienta permite a los usuarios diseñar y programar iridiscencias en objetos cotidianos —como guantes— añadiendo un brillo multicolor similar al de muchas gemas. A través de un software especializado, los usuarios pueden seleccionar colores específicos y utilizar un dispositivo portátil para "pintar" con luz multicolor sobre una película holográfica. Posteriormente, esta hoja pintada se aplica a objetos impresos en 3D o sustratos flexibles como prendas de moda y accesorios personales mediante un proceso único de transferencia con resina epóxica.
“Queríamos aprovechar la inteligencia innata de la naturaleza”, afirma Paris Myers, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT y uno de los autores principales del estudio sobre MorphoChrome. “Antes era difícil sintetizar el color estructural por cuenta propia, pero utilizando pigmentos o tintes tenías plena expresión creativa. Con nuestro sistema, tienes total control creativo sobre este nuevo espacio material, programando diseños iridiscentes en tiempo real.”
Aplicaciones prácticas y accesibles
MorphoChrome ha demostrado su capacidad para añadir un toque luminoso a diversos objetos; por ejemplo, un charm en forma de mariposa pasó de ser un accesorio negro estático a convertirse en un colgante brillante con destellos verdes, naranjas y azules gracias al proceso programable del sistema. Además, convirtió guantes de golf en herramientas amigables para principiantes que brillan en verde cuando se sostiene el palo correctamente.
Este sistema utiliza un proceso portátil donde MorphoChrome actúa como un "pincel" que pinta con luz láser RGB (rojo-verde-azul), mientras que una película fotopolimérica holográfica sirve como lienzo. Los usuarios conectan el dispositivo a una computadora mediante un puerto USB-C y abren el programa correspondiente para enviar rápidamente diferentes tonalidades desde su ordenador al hardware MorphoChrome.
Un enfoque innovador hacia el diseño artístico
El dispositivo transforma los colores mostrados en pantalla en una salida controlable de luz láser RGB multicolor que expone instantáneamente la película. De tamaño similar al de un tubo de pegamento, la máquina óptica MorphoChrome alberga láseres rojos, verdes y azules que se activan a diversas intensidades según el color seleccionado. Estos rayos son reflejados hacia un prisma óptico donde se mezclan antes de ser liberados como un haz combinado único.
Una vez diseñada la película, se pueden fabricar objetos con color estructural aplicando primero una capa delgada de resina epóxica sobre el objeto elegido. Luego, la película holográfica —compuesta por una capa fotopolimérica y un respaldo plástico protector— se une al objeto mediante una cura ultravioleta rápida que transfiere el diseño coloreado a la superficie. Finalmente, al despegar la hoja protectora, aparece un objeto colorido que evoca la apariencia de una joya.
MorphoChrome: Una herramienta accesible para todos
A pesar de su sofisticación técnica, MorphoChrome resulta sorprendentemente fácil de usar. Su diseño simple fomenta que diseñadores autodidactas exploren creaciones iridiscentes desde casa sin necesidad de buscar materiales artísticos difíciles o sintetizar colores estructurales químicamente.
La variedad cromática es asombrosa; por ejemplo, el color “nagenta” surge al mezclar láseres azul y rojo. Seleccionar cian en el programa mezcla luces verdes y azules. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el tiempo necesario para exponer completamente cada color varía según las propiedades intrínsecas del film holográfico: activar verde toma 2.5 segundos; rojo alrededor de 3 segundos; mientras que azul requiere aproximadamente 6 segundos debido a sus diferentes longitudes de onda.
Pioneros en innovación tecnológica
MorphoChrome amplía investigaciones previas sobre color estructural estirable, desarrolladas por coautores como Benjamin Miller, profesor Mathias Kolle, y su grupo Laboratorio para Ingeniería Fotónica Inspirada Biológicamente del MIT. Los investigadores del CSAIL trabajan para fusionar computación con materiales únicos creando interfaces dinámicas programables.
A futuro, buscan potenciar las capacidades del color estructural holográfico como espacio reprogramable para diseño y fabricación, permitiendo tanto a individuos como industrias personalizar interfaces iridiscentes multicolores. “La hoja polimérica utilizada aquí es holográfica y tiene potencial más allá del mostrado”, comenta Yunyi Zhu, estudiante doctoral del MIT EECS.
Caminos hacia nuevas aplicaciones creativas
El equipo también está motivado por cómo los animales utilizan el color estructural como canal comunicativo adaptativo o técnica camuflaje. Se preguntan cómo podría integrarse este concepto en diversos entornos; imaginando robots suaves capaces de mimetizarse con su entorno para recolectar datos.
MorphoChrome no solo recrea colores estructurales majestuosos presentes en ecosistemas naturales sino que conecta fenómenos naturales con procesos creativos humanos. Los investigadores del MIT planean mejorar aún más la gama cromática del sistema mientras consideran nuevos materiales para optimizar su funcionamiento.
Liti Holographics CEO Paul Christie, quien no participó directamente en la investigación pero apoya sus hallazgos concluye: “Poder crear y manipular fácilmente el color estructural abre nuevas avenidas para descubrimiento y expresión artística”. La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional Científica y presentada durante el simposio ACM sobre Fabricación Computacional 2025.
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