Las gafas de visión nocturna reducen el mundo a un tono verde. El motivo no es que la luz infrarroja carezca de información de color, sino que los dispositivos convencionales desechan esa información y lo convierten todo en matices de brillo. Un equipo del Instituto de Tecnología de Pekín, dirigido por Xin Tang y Ge Mu, ha construido ahora un dispositivo que conserva esa información y la convierte en color pleno, no con una cámara ni un procesador de imagen, sino con una barrera física de energía dentro del propio detector. El resultado, descrito en Science Advances el 29 de julio de 2026, son unas gafas que reproducen las escenas infrarrojas en tonos de color y cuya luz de upconversión puede incluso activar células visuales vivas.
La visión comienza cuando un fotón golpea un pigmento sensible a la luz en la retina y lo obliga a cambiar de forma, un paso que exige una energía mínima del fotón de aproximadamente 1,6 electronvoltios. Los fotones infrarrojos, con longitudes de onda superiores a 700 nanómetros, transportan menos que eso, y por eso nos resultan invisibles. Así, más de la mitad de la energía radiante del Sol queda fuera de la percepción humana, junto con todo lo que emite o refleja calor. Los dispositivos de visión nocturna actuales capturan parte de esa luz invisible, pero la reproducen a través de un fotodetector conectado a una pantalla visible que solo codifica cuánta luz llegó. Un objeto más cálido brilla un poco más, uno más frío un poco menos, todo con el mismo tinte verdoso. El ojo humano, sin embargo, distingue mucho mejor diferencias sutiles de tono que de brillo, así que el enfoque monocromo deja sin usar la mayor parte de la sensibilidad del ojo.
El detector del equipo de Pekín resuelve el problema haciendo que la propia longitud de onda sea seleccionable. Su capa sensible está hecha de puntos cuánticos coloidales de telururo de mercurio, cristales de unos 4 nanómetros de diámetro, tan pequeños que el confinamiento cuántico descompone sus niveles de energía en escalones discretos. En los semiconductores en volumen, las bandas de energía son continuas y todo fotón infrarrojo produce aproximadamente la misma respuesta. En un punto cuántico, los fotones de distintas longitudes de onda excitan transiciones electrónicas diferentes: las longitudes de onda más largas probadas por el equipo, en torno a 2 micrómetros, llevan la energía justa para elevar un electrón a través de la brecha fundamental, mientras que las longitudes de onda infrarrojas más cortas abren transiciones adicionales de mayor energía, y la luz intensa puede incluso liberar más de un par electrón-hueco por fotón. El resultado es que el número de portadores de carga que salen de la capa de puntos cuánticos codifica a la vez la longitud de onda y la intensidad de la luz que llega.
Convertir esa cantidad de portadores en color es donde la física hace la codificación. El dispositivo apila dos capas emisoras en el camino que recorren los huecos: una capa de fósforo que emite en rojo, cerca del detector, y una capa que emite en cian más allá, separadas por una barrera de energía de 0,82 electronvoltios. Cuando llegan pocos huecos, por luz tenue o de longitud de onda larga, la capa roja los captura todos y el dispositivo brilla en rojo. A medida que aumenta el flujo de portadores, los sitios de captura del emisor rojo se saturan y los huecos empiezan a cruzar la barrera hacia la capa de cian, de modo que las dos emisiones se mezclan y el color percibido cambia. Como el cambio está ligado al número de portadores y no a una tabla de consulta, el color de salida codifica simultáneamente longitud de onda e intensidad. El artículo informa de una eficiencia de upconversión fotón a fotón del 3,85 por ciento, una luminancia superior a 700 candelas por metro cuadrado y la capacidad de distinguir diferencias de potencia infrarroja más de dos órdenes de magnitud más finas que un diseño de un solo color.
El equipo demostró el enfoque en una forma vestible: unas gafas semitransparentes de 23 gramos con un área de visión activa de 3,57 centímetros cuadrados. Iluminadas con infrarrojo de onda corta, proyectaban imágenes nítidas y codificadas por color de patrones de prueba y objetos en movimiento que una cámara normal podía capturar, mientras la luz visible ordinaria seguía atravesando la pila semitransparente. En principio, el mismo dispositivo podría alternar entre un modo de realidad aumentada, que superpone la información infrarroja sobre la visión normal, y un modo inmersivo solo infrarrojo. La afirmación más ambiciosa es biológica. Los investigadores unieron los upconversores a células que producen channelrhodopsin-2, una proteína sensible a la luz empleada para hacer que las neuronas respondan a la luz azul, y la iluminación infrarroja generó fotocorrientes en esas células. Los pulsos infrarrojos enviados a través del dispositivo produjeron respuestas claras de electroencefalograma en ratones y respuestas claras de electrorretinograma en voluntarios humanos; los mismos pulsos sin el upconversor no produjeron ninguna respuesta medible. La luz infrarroja de upconversión, en otras palabras, puede entrar en la vía visual biológica.
El artículo se suma a una ola de intentos de extender la visión humana hacia el infrarrojo. El año pasado, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China demostraron lentes de contacto de upconversión que permitían a los voluntarios distinguir patrones de infrarrojo cercano, incluso en color. El dispositivo de Pekín se diferencia en dos aspectos: es una pantalla montada en gafas y no una lente intraocular, y su mecanismo de color es enteramente físico, pues surge de la barrera y no de la ingeniería espectral de los fósforos. Los autores describen el trabajo como una superación del paradigma monocromo de la visión infrarroja.
Ciertas salvedades separan la demostración del producto. Todas las pruebas se hicieron en condiciones controladas, con una fuente de cuerpo negro calibrada y patrones de alto contraste, no con la mezcla de infrarrojos de una calle real de noche. El lado OLED necesita una fuente de alimentación externa, lo que acerca las gafas más a una pequeña pantalla con alimentación que a una lente pasiva. Y el telururo de mercurio es un compuesto de metal pesado: el artículo no dice nada sobre el contacto prolongado con la piel, y la prótesis retinal implantable a la que apuntan los autores plantearía cuestiones de biocompatibilidad que unas neuronas aisladas en una placa y unas lecturas externas de EEG no pueden responder. La demostración de que la luz de upconversión puede activar la visión real es genuina; el camino desde ahí hasta unas gafas de infrarrojo a todo color pasa por la alimentación, las escenas reales y la toxicidad, en ese orden.
Referencias
Chengchang Fu, Jintao Zou, Xiaoxue Yang, Qun Hao, Xin Tang, and Ge Mu, Multispectral infrared-to-full-color upconversion expanding human vision. Science Advances 12, eaed0245 (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed0245.
Jacek Krywko, Researchers devise a full-color night vision goggle. Ars Technica, 31 July 2026.
Near-infrared spatiotemporal color vision in humans enabled by upconversion contact lenses. Cell 188(13), 3375-3388 (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.04.019.
Traducido por Alessandra