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La mayoría de esas botellas usan pigmentos termocromicos, compuestos orgánicos que cambian de color cuando su estructura molecular se modifica con los cambios de temperatura y vuelven al color original cuando se enfrían. Es básicamente la misma química que la de los anillos del humor y esas tazas sensibles al calor, solo que suspendida en el recubrimiento de la botella o en el material mismo.
Los pigmentos en sí generalmente están hechos de colorantes leucos, es decir, compuestos incoloros que tienen un componente productor de color encerrado. Cuando cambia la temperatura, la matriz de polímero a su alrededor se afloja o se aprieta, y eso desencadena un cambio de estado químico. El colorante cambia entre formas coloreadas e incoloras sin realmente descomponerse, por eso es reversible.
Lo que vale la pena destacar es que no todas las botellas que cambian de color utilizan el mismo mecanismo. Algunas se basan en cristales líquidos, que funcionan según un principio diferente: los cristales alteran físicamente cómo reflejan la luz conforme cambia la temperatura, en lugar de que la molécula de colorante cambie de estructura. Las que usan cristales líquidos tienden a mostrar transiciones de color más dramáticas y definidas comparadas con las versiones de colorante leucos, que pueden verse un poco más graduales u opacas. La durabilidad también es diferente: los colorantes leucos se desvanecen con el tiempo y con ciclos repetidos, mientras que los cristales líquidos pueden durar más si el encapsulamiento se hace correctamente.
He experimentado con materiales termocrómicos en varios proyectos de artesanía, y lo que la gente no siempre se da cuenta es que el cambio de color solo funciona dentro de un rango de temperatura bastante estrecho - generalmente entre la temperatura ambiente y unos 50-60 °C - así que si el agua se calienta demasiado o la botella se enfría mucho, perderás el efecto completamente o dejará de responder de manera tan dramática.
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