Los materiales más avanzados se abren paso en Europa |
¿Ionogeles para pieles electrónicas? ¿Sólidos que podrán utilizarse como sensores para interfaces cerebro-máquina? Estos son solo dos ejemplos de la versatilidad de una potente colección de supermateriales que se están desarrollando en laboratorios y que ya están en la línea de salida. Constituyen la base de innovaciones que abarcan desde la energía y la electrónica hasta la salud, la robótica o la sostenibilidad ambiental. Y no son ciencia ficción.
El informe SAPEA les abre paso
El grupo de Asesores Científicos Principales de la Comisión Europea publicó hace 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 scoping paper analizaba las fortalezas y debilidades de la Unión Europea en este ámbito y planteaba preguntas cruciales sobre cómo mantener el liderazgo frente a Estados Unidos y China.
Para contestar esas preguntas, ahora ve la luz el documento titulado SAPEA Evidence Review Report on Advanced Materials, que está llamado a ser una referencia en los futuros planes de investigación, tanto europeos como nacionales, en el ámbito de los materiales avanzados.
Y no todo vale. Aquí no se trata de hacer una buena película. En el siglo XXI, y ante problemas vinculados con el cambio climático y la necesidad de usar materias primas no críticas y energías limpias que no generen gases de efecto invernadero, los nuevos materiales tienen que ser seguros y sostenibles desde el diseño. No solo deben ser buenos y permitir saltos disruptivos en todas las tecnologías: además, tienen que resultar eficientes en su diseño, sostenibles y reciclables.
A continuación exponemos sucintamente algunos ejemplos de qué materiales estamos hablando.
Terapia fototérmica contra el cáncer
Casi todos hemos oído hablar del grafeno, pero hay otras familias de materiales formados con nanocapas menos conocidos y con un potencial enorme: los Mxenos.
Mientras que el grafeno está constituido por carbono, los MXenos se llaman así porque están formados por un metal de transición (como el titanio o el molibdeno, la M del nombre) y carbono o nitrógeno para formar carburos o nitruros (la X del nombre).
Tal complejidad da a estos materiales una gran versatilidad de posibles aplicaciones: almacenamiento de energía (baterías de carga ultrarrápida y supercondensadores más eficientes), medio ambiente y energía limpia (catalizadores para producir hidrógeno verde y procesos de descarbonización).
También abundan las aplicaciones para la salud –por ejemplo, para combatir bacterias resistentes– y en la industria –para fabricar recubrimientos anticorrosivos, aditivos en grasas lubricantes avanzadas, etcétera–.
Una de las aplicaciones médicas más prometedoras de los MXenos son las terapias fototérmicas en el tratamiento del cáncer. Gracias a su excelente capacidad para absorber luz en el espectro infrarrojo cercano (NIR) y convertirla eficientemente en calor, permiten realizar tratamientos oncológicos de muy alta precisión.
Ionogeles para pieles electrónicas
Los ionogeles son una clase de materiales híbridos compuestos por una matriz sólida (generalmente un polímero o una red inorgánica) que permite almacenar en su interior un líquido iónico. Tienen una altísima conductividad iónica, son muy estables incluso a elevadas temperaturas, resultan difícilmente inflamables (lo que los hace adecuados para dispositivos electrónicos) y permiten una gran versatilidad de diseño.
Dependiendo del polímero utilizado, pueden ser biocompatibles. Hoy ya se emplean 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 se pueden imprimir en 3D.
Además, en un futuro próximo podremos ver aplicaciones muy disruptivas. Una de ellas es el desarrollo de pieles electrónicas para robots o para prótesis. Estas coberturas podrían sentir presión, temperatura o textura, como la piel humana. Las prótesis que las incorporen serán capaces de enviar señales sensoriales directamente al sistema nervioso del usuario, devolviendo el sentido del tacto.
Un último ejemplo de uso sería el desarrollo de biosensores lavables. Podríamos pensar en una camiseta que monitorice el ritmo cardíaco, la respiración o el sudor sin necesidad de parches o adhesivos. Los ionogeles permitirán crear sensores textiles resistentes al agua, antibacterianos y lavables en una lavadora sin perder sus funciones.
Sólidos con centros de color
Los centros de color son defectos puntuales en la estructura de un sólido cristalino que absorben y emiten luz, otorgando color a materiales que normalmente serían incoloros. Son la base de muchas tecnologías disruptivas: microchips sensibles a los campos magnéticos que permitirían la navegación sin depender de satélites (leyendo variaciones del magnetismo de la Tierra) o sensores para interfaces cerebro-máquina, capaces de detectar pequeñísimas señales magnéticas de las neuronas.
Estos materiales podrían sustituir a los cúbits superconductores, es decir, a los circuitos electrónicos minúsculos –enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto– que son la base de procesadores cuánticos comerciales. También pueden utilizarse en nanomedicina y diagnóstico celular, porque pueden introducirse en células vivas sin dañarlas. Así, los sólidos con centro de color serían capaces de medir variaciones de temperatura de milésimas de grado dentro de una célula, lo que ayudaría a detectar procesos metabólicos anómalos o etapas tempranas de enfermedades como el cáncer.
En los últimos años se han desarrollado las aleaciones llamadas multielemento o de alta entropía, con propiedades excepcionales en diversos ámbitos, como el comportamiento a alta temperatura, la corrosión o la tenacidad. Eso las valida para industrias donde se requieren muy altas prestaciones para llegar más lejos y, además, con menos peso.
Estas aleaciones pueden diseñarse con todo el abanico de elementos de la tabla periódica. Su desarrollo coincide con un momento en el que la preocupación por el uso de metales críticos obliga a replantear su utilización.
Su aparición también ocurre en paralelo a la eclosión del diseño mediante herramientas de modelización y selección, acopladas con herramientas de inteligencia artificial. Esto abre la posibilidad de utilizar composiciones complejas provenientes del reciclado de residuos electrónicos o el uso integral de chatarras.
Las fortalezas de Europa
El documento que acaba de publicarse complementa otro informe publicado el 18 de diciembre de 2025 publicado por el Joint Research Centre de la Comisión Europea. Éste incluye 27 fichas por país con una visión general del rendimiento y el potencial de cada Estado miembro.
Aunque actualmente la UE va a la zaga de Estados Unidos y China en lo que respecta al número total de patentes de materiales avanzados, el informe concluye que la Unión Europea cuenta con capacidades tecnológicas suficientes en campos de tecnología media, como los textiles y la construcción, para cerrar la brecha de innovación en determinados ámbitos, 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 ecológica. Los materiales avanzados tienen el potencial de transformar la industria y permitir innovaciones revolucionarias que eviten que Europa pierda el paso. El documento que se acaba de publicar nos da las claves.