Los materiales más avanzados llegan a Europa

¿Ionogeles para e-piel? ¿Sólidos que pueden usarse como sensores para interfaces cerebro-máquina? Estos son sólo dos ejemplos de la versatilidad de la poderosa colección de supermateriales que se están desarrollando en los laboratorios y que ya están en la línea de partida. Forman la base de innovaciones que van desde la energía y la electrónica hasta la salud, la robótica o la sostenibilidad medioambiental. Y no son ciencia ficción.

El informe SAPEA les deja espacio

Un grupo de principales asesores científicos de la Comisión Europea publicó hace unas semanas un documento fundamental sobre materiales avanzados, un área que promete transformar sectores como la energía, la construcción, la movilidad, la electrónica e incluso la salud. El documento analiza las fortalezas y debilidades de la Unión Europea en esta área y plantea preguntas clave sobre cómo mantener el liderazgo frente a Estados Unidos y China.

Para dar respuesta a estas preguntas, ahora se ha publicado un documento denominado SAPEA Evidence Review Report on Advanced Materials, que debería ser una referencia en los futuros planes de investigación, tanto europeos como nacionales, en el campo de los materiales avanzados.

Y no todo funciona. No se trata de hacer una buena película. En el siglo XXI, ante los problemas asociados al cambio climático y la necesidad de utilizar materias primas no críticas y energía limpia que no genere gases de efecto invernadero, los nuevos materiales deben ser seguros y sostenibles por diseño. No sólo tienen que ser buenos y permitir saltos disruptivos en todas las tecnologías: también tienen que ser eficientes en su diseño, sostenibles y reciclables.

A continuación, enumeramos brevemente algunos ejemplos de los materiales en cuestión.

Terapia fototérmica del cáncer.

Casi todo el mundo ha oído hablar del grafeno, pero existen otras familias de materiales formados a partir de nanocapas menos conocidas y con un enorme potencial: los mexenos.

Mientras que el grafeno está hecho de carbono, los MKS reciben ese nombre porque están compuestos de un metal de transición (como titanio o molibdeno, M en el nombre) y carbono o nitrógeno para formar carburos o nitruros (X en el nombre).

Tal complejidad confiere a estos materiales una amplia variedad de aplicaciones posibles: almacenamiento de energía (baterías de carga ultrarrápida y supercondensadores más eficientes), medio ambiente y energías limpias (catalizadores para la producción de hidrógeno verde y procesos de descarbonización).

También existen multitud de aplicaciones para la salud -por ejemplo, para combatir bacterias resistentes- y en la industria -para la producción de recubrimientos anticorrosivos, aditivos en lubricantes avanzados, etc.-.

Una de las aplicaciones médicas más prometedoras de MKSenes es la terapia fototérmica en el tratamiento del cáncer. Gracias a su excelente capacidad para absorber la luz en el espectro del infrarrojo cercano (NIR) y convertirla eficientemente en calor, permiten realizar tratamientos oncológicos de gran precisión.

Ionogeles para e-piel

Los ionogeles son una clase de materiales híbridos compuestos por una matriz sólida (principalmente un polímero o una red inorgánica) que permite el almacenamiento de un líquido iónico en su interior. Tienen una conductividad iónica muy alta, son muy estables incluso a altas temperaturas, son difícilmente inflamables (lo que los hace aptos para dispositivos electrónicos) y permiten una gran versatilidad de diseño.

Dependiendo del polímero utilizado, pueden ser biocompatibles. Hoy en día, ya se utilizan como electrolitos sólidos en baterías, en biomedicina (para la liberación controlada de fármacos y la inmovilización de enzimas) y en electrónica en dispositivos portátiles, que también pueden imprimirse en 3D.

Además, en un futuro próximo podremos ver aplicaciones muy disruptivas. Uno de ellos es el desarrollo de pieles electrónicas para robots o prótesis. Estas almohadillas pueden detectar presión, temperatura o textura, como la piel humana. Las prótesis que los contengan podrán enviar señales sensoriales directamente al sistema nervioso del usuario, restaurando el sentido del tacto.

Un último caso de uso sería el desarrollo de biosensores rastreables. Podríamos imaginar una camiseta que registre la frecuencia cardíaca, la respiración o el sudor sin necesidad de parches ni pegamento. Los ionogeles permitirán la creación de sensores textiles impermeables, antibacterianos y lavables a máquina sin perder funcionalidad.

Sólidos con centros de color

Los centros de color son defectos puntuales en la estructura de un sólido cristalino que absorben y emiten luz, impartiendo color a materiales que de otro modo serían incoloros. Son la base de muchas tecnologías disruptivas: microchips sensibles a campos magnéticos que permitirían la navegación sin depender de satélites (lectura de variaciones del magnetismo terrestre) o sensores para interfaces cerebro-máquina, capaces de detectar minúsculas señales magnéticas procedentes de neuronas.

Estos materiales podrían reemplazar a los qubits superconductores, es decir, los diminutos circuitos electrónicos -enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto- que son la base de los procesadores cuánticos comerciales. También se pueden utilizar en nanomedicina y diagnóstico celular, porque pueden introducirse en las células vivas sin dañarlas. Así, los sólidos con el centro coloreado podrían medir variaciones de temperatura de milésimas de grado en el interior de una célula, lo que ayudaría a detectar procesos metabólicos anormales o las primeras etapas de enfermedades como el cáncer.

Alta entropía

En los últimos años se han desarrollado las denominadas aleaciones multielementos o de alta entropía, con propiedades excepcionales en diversos ámbitos, como el comportamiento a altas temperaturas, la corrosión o la tenacidad. Esto los valida para industrias donde se requiere un alto rendimiento para llegar más lejos y, además, con menos peso.

Estas aleaciones se pueden diseñar con toda la gama de elementos de la tabla periódica. Su desarrollo coincide con un momento en el que las preocupaciones sobre el uso de metales críticos nos obligan a repensar su uso.

Su aparición también se produce en paralelo con la aparición del diseño a través de herramientas de modelado y selección, junto con herramientas de inteligencia artificial. Esto abre la posibilidad de utilizar composiciones complejas procedentes del reciclaje de residuos electrónicos o del uso integral de chatarra.

Potencias de Europa

El documento recién publicado complementa otro informe publicado el 18 de diciembre de 2025 por el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea. Esto incluye 27 hojas informativas de países con una descripción general del desempeño y el potencial de cada estado miembro.

Aunque la UE actualmente va por detrás de Estados Unidos y China en el número total de patentes de materiales avanzados, el informe concluye que la Unión Europea tiene suficientes capacidades tecnológicas en áreas de tecnología media, como los textiles y la construcción, para cerrar la brecha de innovación en ciertas áreas, como los biomateriales, los cementos y los materiales de vidrio y cerámica.

Sin embargo, a la Comisión Europea le preocupa la posibilidad de que la UE se quede atrás en tecnologías clave que pueden fortalecer el crecimiento económico, la competitividad, la autonomía estratégica y la transformación digital y ambiental. Los materiales avanzados tienen el potencial de transformar la industria y permitir innovaciones revolucionarias que eviten que Europa se quede atrás. El documento recién difundido nos da las claves.