Muchos materiales han podido sufrir una deformación considerable sin que a simple vista podamos saber qué ha ocurrido en su interior. Así, un plástico puede estirarse, doblarse o recibir una carga repetida y conservar aparentemente el mismo aspecto mientras, a escala molecular, las fuerzas han recorrido su estructura, modificándola y, con ello, alterado sus propiedades. Una de las aspiraciones de la llamada mecanoquímica es hacer visible ese proceso: conseguir que un material responda a una fuerza con una señal que podamos observar. Un equipo de investigadores ha encontrado una forma de conseguirlo que, aunque la aplicación práctica concreta de este caso se nos antoje remota, es muy ingeniosa y muestra como pueden relacionarse tres escalas de observación distintas en un solo fenómeno. Veámoslo, centrándonos en el cómo, no en el qué.

Mecanocromismo

Una de las vías más estudiadas para visualizar el estrés mecánico recibido consiste en introducir en las cadenas del polímero unas moléculas especialmente diseñadas, llamadas mecanóforos, capaces de experimentar una transformación química cuando reciben suficiente fuerza. Cuando esa transformación produce un cambio de color o de emisión luminosa hablamos de mecanocromismo. La idea no es nueva: los mecanóforos llevan años utilizándose como herramientas para relacionar lo que sucede a escala molecular con la deformación de un material.

El problema es que introducir uno de estos «sensores moleculares» en un polímero no suele ser sencillo. En muchos casos hay que diseñar y sintetizar las cadenas poliméricas teniendo en cuenta desde el principio dónde debe quedar situado el mecanóforo. Eso limita la posibilidad de aprovechar directamente materiales que ya se fabrican y utilizan a escala industrial. El trabajo de Kuniaki Ishizuki y colaboradores plantea una alternativa: en lugar de modificar químicamente el polímero que queremos convertir en sensor, añadirle otro polímero que lleve incorporado el mecanóforo. Puede parecer trivial, pero no lo es en absoluto.

La clave está en la estructura

Para entender por qué funciona hay que mirar primero la arquitectura del material elegido. Los investigadores utilizaron SBS, un copolímero en bloque de estireno y butadieno. En un copolímero en bloque, distintos segmentos de la cadena están formados por diferentes unidades químicas agrupadas, de ahí el originalísimo nombre, en bloques; esta arquitectura permite combinar propiedades que serían difíciles de obtener con un solo polímero

El SBS tiene una característica clave: sus dos componentes no se mezclan completamente a escala microscópica. Se organizan en pequeños dominios. Unos están constituidos por poliestireno y son relativamente rígidos; otros corresponden al polibutadieno y son mucho más flexibles. Es lo que se denomina separación de microfases. Esta organización no es un defecto del material, sino precisamente una de las razones por las que los copolímeros de este tipo pueden comportarse como elastómeros termoplásticos: combinan la flexibilidad de una fase blanda con la consistencia de las regiones rígidas.

Iguales tienden a juntarse

Los investigadores aprovecharon esta característica. para ello, prepararon un poliestireno que contiene, aproximadamente en el centro de cada cadena, una molécula llamada tetraarilsuccinonitrilo, abreviada TASN. Esa molécula es el mecanóforo propiamente dicho. El nuevo polímero, denominado PS-TASN-PS, se mezcló físicamente con SBS. Como el material añadido es químicamente poliestireno, tiende a incorporarse a los dominios de poliestireno del SBS. De este modo, el mecanóforo acaba situado en la misma región del material en la que a recibir la fuerza.

No hace falta construir de nuevo toda la cadena del plástico para introducir el mecanocromismo. Se puede aprovechar la organización interna que ya posee el material y añadir un segundo polímero que «sepa» dónde colocarse.

Cuando el SBS se estira poco, la deformación se produce principalmente en las regiones blandas de polibutadieno. El mecanóforo situado en los dominios rígidos de poliestireno apenas recibe suficiente fuerza para reaccionar. Pero, al aumentar la deformación y superar el punto de fluencia del material, la situación cambia. Los experimentos muestran que la señal mecanoquímica aumenta claramente a partir de ese momento: una parte cada vez mayor de la fuerza aplicada llega a los dominios rígidos y se transmite a las cadenas que contienen TASN.

Entonces ocurre algo extraordinario para un material que, a simple vista, sigue siendo simplemente plástico. El enlace central del TASN puede romperse por efecto de la fuerza, generando dos especies químicas llamadas radicales de diariacetonitrilo (DAAN). Estas especies son fluorescentes. Por eso, después de estirar las películas, los investigadores observaron una emisión amarillo-verdosa cuando las iluminaron con luz ultravioleta de 365 nanómetros. Además de observar la fluorescencia, confirmaron mediante espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica que se habían formado realmente esos radicales.

No tiremos cohetes

Ojo, esto no significa que el plástico vaya a brillar ante cualquier pequeño arañazo o que permita identificar automáticamente una grieta antes de que aparezca. En los experimentos, la respuesta fue pequeña antes del punto de fluencia y aumentó con deformaciones grandes. De hecho, para caracterizar de forma reproducible la fluorescencia los autores llegaron a estirar las muestras hasta un 1000 % (mil por ciento, has leído bien) de deformación, aunque siempre por debajo de su rotura. Por tanto, el resultado debe entenderse como una demostración de que es posible hacer visible la transferencia de fuerza dentro de estos materiales.

Pero no es un detector comercial de daños listo para utilizar. El comportamiento no es como el de una bombilla que se enciende y se queda encendida. Tras retirar la carga, la fluorescencia disminuye rápidamente y prácticamente desaparece al cabo de un día. Los radicales generados por la ruptura del TASN permanecen suficientemente próximos dentro de los dominios de poliestireno para volver a combinarse. Si el material se vuelve a estirar después de haber descansado, la fluorescencia reaparece. En uno de los experimentos, además, las curvas mecánicas de los dos ciclos fueron prácticamente iguales. El material, por tanto, conserva su comportamiento mecánico mientras su señal luminosa puede regenerarse.

Fijémonos, tres escalas

El verdadero interés para este químico de este resultado está menos en el destello amarillo-verdoso que en la estrategia que lo hace posible. La investigación demuestra que la microestructura de un polímero puede utilizarse como una herramienta para llevar una fuerza macroscópica hasta una reacción química localizada. Es una forma particularmente elegante de conectar tres escalas: la deformación que podemos aplicar con las manos, la organización microscópica de las distintas partes del plástico y, finalmente, la ruptura de un enlace químico individual.

Convertir esta demostración en una tecnología capaz de diagnosticar componentes reales requerirá todavía estudiar cuestiones como la sensibilidad, la geometría de las piezas, la fatiga y las condiciones de servicio. Pero el principio queda establecido: en determinados copolímeros, no es necesario rediseñar todo el material para hacerlo sensible a la fuerza. A veces basta con entender muy bien cómo está organizado por dentro y colocar el «chivato» molecular en el lugar adecuado, y, en cualquier caso, disfrutar intelectualmente de que esto sea posible.

Referencia:

K. Ishizuki, A. Kodaka, A. Takahashi, and H. Otsuka (2026) Stress Transfer Within Microphase-Separated Structures: A Post-Synthetic Strategy to Impart Mechanoresponsiveness to Block Copolymer Materials Advanced Materials doi: 10.1002/adma.74610

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Un plástico que señala dónde ha recibido un golpe se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Cuando pensamos en almacenamiento de energía, solemos imaginar baterías de ion litio, vehículos eléctricos o grandes sistemas capaces de equilibrar la variabilidad de las renovables. Sin embargo, almacenar energía no significa necesariamente almacenar electricidad. También puede significar algo mucho más intuitivo: guardar calor.

Mucho antes de que la transición energética se convirtiera en un concepto global, una investigadora ya había entendido que captar la energía del Sol era solo la mitad del problema. La otra mitad, más compleja, consistía en conservarla cuando el Sol desaparecía.

Esa investigadora era Mária Telkes, física, química e inventora húngaro-estadounidense, conocida como la “Reina del Sol”. Su trabajo anticipó los principios del almacenamiento térmico moderno: materiales capaces de absorber calor, retenerlo y liberarlo cuando fuera necesario. Desde calefacción doméstica hasta desalinizadores u hornos solares, Telkes dedicó su vida a convertir la radiación solar en soluciones prácticas.

Su historia no es solo la de una pionera de la energía solar. Es también la de una científica que intentó transformar ideas arriesgadas en tecnología real en un mundo donde la ingeniería estaba dominada por hombres. Sus experimentos no siempre funcionaron, pero incluso sus fallos ayudaron a construir el conocimiento actual sobre almacenamiento térmico.

Una científica entre biología, energía y materiales: el reto de aprovechar el Sol

Mária Telkes nació en Budapest en 1900. Estudió fisicoquímica y se doctoró en 1924. Desde el inicio mostró un interés poco habitual: la relación entre energía, materiales y sistemas vivos. Esa combinación la llevó a una carrera marcadamente interdisciplinar.

En 1925 emigró a Estados Unidos, donde trabajó en la Cleveland Clinic como biofísica. Allí investigó cómo medir la energía en sistemas biológicos. Más tarde se incorporó a Westinghouse Electric, donde trabajó con dispositivos termoeléctricos capaces de convertir diferencias de temperatura en electricidad. Esa etapa fue clave. Telkes comprendió que el calor no era un subproducto, sino una forma de energía con identidad propia: podía captarse, transformarse y, sobre todo, almacenarse.

En 1939 entró en el MIT, dentro del Solar Energy Conversion Project. En aquel momento, la energía solar era prometedora pero limitada: abundante, sí, pero intermitente. Podía calentar durante el día, pero no resolvía la noche ni el invierno. Telkes comprendió el problema central con claridad: el Sol no falla como fuente, falla como sistema continuo. La solución no era solo captarlo, sino desplazar su energía en el tiempo.

La Segunda Guerra Mundial dio a su trabajo una dimensión urgente. Pilotos y marineros podían sobrevivir en el océano, pero no sin agua potable. Beber agua salada aceleraba la deshidratación. Telkes diseñó un desalinizador solar portátil: un sistema que evaporaba agua de mar mediante calor solar y condensaba el vapor en agua dulce. Era simple, ligero y autónomo. No era aún almacenamiento térmico, pero sí contenía su lógica esencial: capturar energía, dirigirla y convertirla en un efecto útil sin depender de combustibles.

Tras la guerra, Telkes se centró en su gran objetivo: una vivienda capaz de calentarse exclusivamente con energía solar. El reto era evidente: la calefacción se necesita cuando el Sol no está. Para resolverlo, no bastaba con captar energía. Era necesario almacenarla.

La Dover Sun House: una casa que almacenaba calor

A finales de los años 40, Telkes colaboró con la arquitecta Eleanor Raymond y la filántropa Amelia Peabody. El resultado fue la Dover Sun House, construida en 1948 en Massachusetts. El proyecto era extraordinario no solo por su tecnología, sino por su autoría: tres mujeres liderando ciencia, arquitectura y financiación en una época en la que eso era excepcional.

La casa tenía una gran fachada orientada al sur. El aire caliente se dirigía a compartimentos con 21 toneladas de sulfato de sodio decahidratado, conocido como sal de Glauber. Este material no almacenaba calor solo por temperatura, sino mediante cambio de fase. Cuando se fundía, absorbía energía sin aumentar su temperatura. Cuando solidificaba, liberaba ese calor. En términos actuales, era un material de cambio de fase. La casa funcionaba como una batería térmica: no almacenaba electricidad, sino energía en forma de transformaciones físicas. La idea era profundamente moderna: integrar captación, almacenamiento y distribución de energía en la propia arquitectura.

Durante un tiempo, la casa funcionó. La prensa la presentó como el futuro de la vivienda. Parecía posible vivir solo con el Sol. Con el tiempo, el sistema empezó a fallar. La sal se separaba en fases, los contenedores se corroían y el rendimiento térmico disminuía. En periodos sin suficiente radiación, la casa necesitaba calefacción eléctrica. Finalmente, el sistema solar fue retirado.

Pero aquello no fue un fracaso, sino una lección. La idea funcionaba en principio, pero no en condiciones reales. El problema no era solo almacenar energía, sino hacerlo de forma estable, repetible y duradera. La Dover Sun House mostró algo fundamental: entre la teoría y la práctica hay un espacio donde la ciencia se vuelve ingeniería.

Mária Telkes y el origen del almacenamiento térmico

El apodo de “Reina del Sol” ayudó a popularizar su figura, pero también simplificó su trabajo. Telkes no fue solo una entusiasta de la energía solar, sino una investigadora con una carrera técnica profunda en materiales, termodinámica y transferencia de calor. Reducir su trayectoria a un apodo es ignorar la complejidad de una de las pioneras más completas del almacenamiento térmico.

A lo largo de su vida registró más de veinte patentes. Desarrolló hornos solares, sistemas de secado, refrigeración y nuevas aplicaciones de almacenamiento térmico. Su producción inventiva no fue puntual, sino sostenida y diversa, abarcando múltiples escalas de la energía solar aplicada.

Recibió reconocimientos importantes, como el premio de la Society of Women Engineers en 1952, pero su legado no se mide solo en premios, sino en conceptos. En ciencia, los conceptos que perduran suelen ser más influyentes que los galardones que los acompañan. Su idea central era simple y radical: la energía solar solo es útil si puede almacenarse. Esta afirmación, formulada décadas antes de la transición energética actual, anticipa uno de los grandes retos de la energía renovable contemporánea.

También es importante su dimensión humana. Cuando el sistema académico no respaldó sus ideas, buscó colaboraciones fuera de él. La Dover Sun House fue posible gracias a una red de mujeres que unieron ciencia, diseño y financiación. Ese proyecto no solo fue un experimento energético, sino también un ejemplo excepcional de colaboración interdisciplinar liderada por mujeres en la ciencia del siglo XX.

Hoy, el almacenamiento térmico es una pieza clave de la transición energética. No se trata solo de electricidad: gran parte de la energía que consumimos es calor. De hecho, el calor sigue siendo la forma dominante de consumo energético en edificios e industria a nivel global.

Los edificios necesitan calefacción y refrigeración. La industria necesita vapor y procesos térmicos. En todos estos casos, almacenar calor puede ser más eficiente que convertirlo en electricidad y volver a transformarlo. Esta eficiencia directa es una de las razones por las que el almacenamiento térmico está ganando protagonismo en la descarbonización.

Existen hoy materiales avanzados, sales fundidas, cerámicas y compuestos diseñados para almacenar energía térmica durante horas o días. Pero la lógica es la misma que en la Dover Sun House. La diferencia no está en el principio físico, sino en la sofisticación de los materiales y en la ingeniería de los sistemas.

El Departamento de Energía de EE. UU. y la Agencia Internacional de la Energía consideran el almacenamiento térmico una tecnología clave para integrar renovables, estabilizar redes y descarbonizar la industria. Su inclusión en las estrategias energéticas actuales confirma la vigencia de una idea formulada hace más de medio siglo.

En ese sentido, Telkes no solo fue una pionera histórica. Fue una anticipadora conceptual. Su mayor aportación no fue un dispositivo concreto, sino una forma de entender la energía como algo que puede desplazarse en el tiempo.

Mária Telkes murió en 1995. Para entonces, la energía solar ya había cambiado de forma, pero no de problema: seguía siendo intermitente. La intermitencia, lejos de desaparecer, se ha convertido en el núcleo del desafío energético contemporáneo.

Su legado no es una tecnología concreta, sino una idea persistente: la energía no solo debe captarse, también debe conservarse en el tiempo. Esta idea atraviesa hoy toda la investigación en almacenamiento energético, desde baterías hasta sistemas térmicos.

La Dover Sun House no sobrevivió como sistema, pero sí como intuición científica. Demostró que una vivienda puede ser una máquina térmica, que los materiales pueden almacenar calor y que la arquitectura puede ser parte del sistema energético. Fue un experimento imperfecto, pero profundamente fundacional.

Hoy, cuando hablamos de transición energética, seguimos enfrentándonos a la misma pregunta que ella formuló hace más de setenta años:

Su respuesta fue una casa llena de sal, tubos y luz. No era perfecta, pero abrió un camino.

Porque a veces la ciencia no avanza resolviendo problemas, sino imaginando que el verano puede guardarse para el invierno.

Referencias

• Axel Alfaro-Hernandez, A solar life, USPTO
• Meir Rinde, The sun queen, Science History Institute, 14 julio 2020
• Maria Telkes. Solar Thermal Storage Systems, National Inventors Hall of Fame

Sobre la autora

Tamara Cruz Tena es analista de estrategia en CIC energiGUNE.

Sobre el BRTA

Basque Research & Technology Alliance (BRTA) es una alianza que se anticipa a los retos socioeconómicos futuros globales y de Euskadi y que responde a los mismos mediante la investigación y el desarrollo tecnológico, proyectándose internacionalmente. Los centros de BRTA colaboran en la generación de conocimiento y su transferencia a la sociedad e industria vascas para que sean más innovadoras y competitivas. BRTA es una alianza de 17 centros tecnológicos y centros de investigación cooperativa y cuenta con el apoyo del Gobierno Vasco, SPRI y las Diputaciones Forales de Araba, Bizkaia y Gipuzkoa.

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Marta Sánchez de la Torre es Doctora en Historia con Mención Internacional por la Universitat de Barcelona (2015) y profesora agregada de Prehistoria en el Departamento de Historia y Arqueología de la Universitat de Barcelona. Es investigadora del grupo SERP y miembro del Institut d’Arqueologia de la Universitat de Barcelona (IAUB).

Su principal línea de investigación se centra en el estudio de la movilidad de las sociedades prehistóricas a través del análisis geoquímico de los materiales líticos y actualmente dirige el proyecto SPEGEOCHERT, financiado por el Consejo Europeo de Investigación a través de las acciones Starting Grant. Ha realizado estancias pre y postdoctorales en centros de investigación de prestigio en Francia, Italia y Canadá.

Desde 2023 es Académica de Número de la Academia Joven de España y en 2025 ha recibido el Premio Nacional de Investigación para Jóvenes “María Moliner” en el área de Humanidades.

1. ¿Cuál es tu área de investigación?
Mi área de investigación es la arqueología prehistórica. Y más específicamente, el análisis geoquímico de los materiales líticos para poder comprender mejor la territorialidad y la movilidad de los grupos prehistóricos.

2. ¿Por qué te dedicas a ella?
Porque me apasiona tratar de conocer por dónde se movieron las comunidades cazadoras-recolectoras paleolíticas, cómo interaccionaron con entornos de montaña y cómo lograron adaptarse a condiciones climáticas cambiantes.

3. ¿Has tenido alguna figura de referencia en tu trayectoria?
Sí, he tenido referentes, tanto masculinos como femeninos, que me han inspirado y animado a continuar en un camino que no siempre es sencillo.

4. ¿Qué te gustaría descubrir o solucionar en tu campo?
Me gustaría conocer cuáles fueron las rutas que utilizaron los grupos humanos paleolíticos para cruzar cordilleras montañosas como los Pirineos.

5. ¿Qué consejo darías a quien quiera adentrarse en el mundo de la investigación?
Mi consejo sería que sea constante en el día a día, y que no desista cuando el camino se complique, pues con esfuerzo y constancia logrará alcanzar su objetivo.

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La Dra. Silvana Konermann es bioingeniera y neurocientífica. Profesora adjunta de bioquímica en la Universidad de Stanford, es cofundadora de Arc Institute, una organización de investigación sin ánimo de lucro que busca acelerar el progreso científico, comprender las causas profundas de las enfermedades complejas y reducir la brecha entre los descubrimientos y su impacto en los pacientes.

Su laboratorio de investigación se centra en comprender (mediante genómica funcional de última generación) las vías moleculares que impulsan el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer, con el objetivo a largo plazo de desarrollar terapias dirigidas de forma racional para los trastornos neurodegenerativos.

En esta conversación TED2026 (en inglés, con subtítulos en castellano) Silvana Konermann explica a Chris Anderson cómo su equipo del Arc Institute está intentando resolver uno de los problemas más difíciles de la ciencia: por qué enfermedades complejas (como el Alzheimer o el cáncer) siguen siendo tan difíciles de curar. Propone como solución una «célula virtual» universal, es decir, un modelo de IA entrenado con mil millones de experimentos biológicos que podría interpretar el lenguaje de las células humanas, predecir qué falla y revelar cómo solucionarlo.

Transcripción del vídeo.

Edición realizada por Marta Macho Stadler

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La química estadounidense Mary Elvira Weeks (1892-1975) se especializó en Historia de la Ciencia y con su obra Discovery of the Elements transformó la manera en que entendemos el origen de los elementos químicos.

Mary Elvira Weeks nació el 10 de abril de 1892 en Lyons, Wisconsin, EE. UU, en el seno de una familia con vocación intelectual. Desde joven mostró interés por las ciencias, y obtuvo una licenciatura en el Ripon College en 1913. Apenas un año después, completó una maestría en la Universidad de Wisconsin-Madison, donde trabajó con Joseph Howard Mathews, pionero de la fotoquímica en Estados Unidos. Durante los siguientes siete años, Weeks se desempeñó como profesora de secundaria y técnica en la industria química, antes de dar el salto definitivo a la academia.

Pionera en la Universidad de Kansas

En 1921, se incorporó a la Universidad de Kansas como profesora ayudante de análisis cuantitativo, al tiempo que continuaba sus estudios de posgrado. Su llegada coincidió con un periodo difícil para las mujeres en el mercado laboral, ya que muchas estaban siendo desplazadas por veteranos que regresaban de la Primera Guerra Mundial. A pesar de estas presiones, Weeks perseveró bajo la tutela de Hamilton P. Cady, y fue la primera mujer en recibir un doctorado en química por la Universidad de Kansas en 1927. Su tesis doctoral versó sobre el papel de la concentración de iones de hidrógeno en la precipitación de calcio y magnesio.

Durante más de dos décadas, Weeks impartió docencia en química física y química analítica, disciplinas que exigían un elevado dominio experimental y matemático. Aunque publicó algunos artículos científicos en estas disciplinas, la elevada carga docente limitaba el tiempo que podía dedicar a la investigación de laboratorio. Poco a poco, la científica se sintió atraída por un área menos competitiva y más acorde con sus intereses humanísticos: la historia de la química. Mientras preparaba clases y materiales para sus estudiantes, comenzó a recopilar información sobre las personas y los caminos que habían conducido al descubrimiento de los diferentes elementos químicos. Aquella inquietud acabaría transformándose en el proyecto intelectual que marcaría su carrera.

Contar la historia de los elementos para entender la ciencia

Entre 1932 y 1933, Weeks publicó una serie de 21 artículos en el Journal of Chemical Education sobre el descubrimiento de los elementos. Debido a la enorme demanda de reimpresiones, estos artículos se recopilaron en 1933 en el libro Discovery of the Elements, obra que hoy se considera un clásico de la literatura química.

Weeks creó, por primera vez, una narración que explicaba de forma ordenada cómo había evolucionado el conocimiento sobre los elementos químicos a lo largo de la historia. Construyó su relato con un extraordinario rigor documental –podía leer alemán, francés, italiano, español, sueco, ruso y japonés, lo que le permitió acceder a fuentes primarias globales–. El éxito del libro se debió en gran parte a su capacidad para combinar datos científicos con detalles de las controversias y los errores que acompañaron a cada descubrimiento. El resultado fue una obra que muestra la ciencia como un proceso colectivo, lleno de avances graduales, rectificaciones y colaboraciones entre personal científico de distintos países. Lejos de presentar los descubrimientos como una sucesión de genialidades individuales, Weeks explica cómo cada generación se apoyó en el trabajo de la anterior para avanzar un poco más en la comprensión de la materia.

El libro tuvo un éxito enorme. Para 1968, había alcanzado su séptima edición y había sido traducido a varios idiomas –la propia Weeks participó activamente en las traducciones–. Con el tiempo se convertiría en uno de los textos de química más leídos del mundo.

Nueva etapa dedicada a preservar el conocimiento científico

En 1944, tras veintidós años en Kansas y sin haber alcanzado el rango de profesora titular, Weeks decidió trasladarse a Detroit para iniciar una nueva etapa profesional en la Biblioteca Científica Kresge-Hooker de la Universidad Estatal Wayne. Allí trabajó como investigadora asociada de literatura científica y jefa del departamento de traducción, un entorno que le permitió explotar al máximo su amor por los libros y los idiomas. Con su trabajo facilitaba el acceso de investigadores estadounidenses a conocimiento generado en otras partes del mundo, una responsabilidad especialmente importante en los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial, cuando gran parte de la literatura científica más relevante se publicaba en lenguas distintas al inglés.

Paralelamente continuó desarrollando su faceta como historiadora de la química. Durante este periodo asumió otro reto: completar la historia de la Sociedad Estadounidense de Química (ACS, por sus siglas en inglés). El proyecto editorial había sido iniciado por Charles A. Browne pero, tras la muerte de este en 1947, Weeks asumió la responsabilidad de completarlo, para lo cual tuvo que escribir la mayoría de los capítulos restantes. A History of the American Chemical Society: Seventy-five Eventful Years se publicó en 1952 y fue un trabajo elogiado por evitar los escollos habituales de las obras por encargo.

Reconocimiento y legado

El reconocimiento formal a su carrera llegó en 1967, cuando la ACS le otorgó el prestigioso Premio Dexter a logros sobresalientes en la historia de la química. Fiel a su naturaleza humilde y retraída, Weeks expresó sentirse indigna del galardón y sugirió que se entregara a alguien más joven, aunque finalmente lo aceptó ante la insistencia de sus colegas.

Mary Elvira Weeks falleció el 20 de junio de 1975 en Detroit, a los 83 años. El legado de esta química no reside en sus descubrimientos de laboratorio, sino en su labor como historiadora, gracias a la cual construyó un relato necesario para humanizar la ciencia.

Referencias

• Aaron J. Ihde, Mary Elvira Weeks (1892–1975), Division of History of Chemistry of the American Chemical Society
• Carol Bray, A history of our historian, University of Kansas
• Vera V. Mainz, Mary Elvira Weeks and Discovery of the Elements, en Perspectives on the History of Chemistry, 343–383
• Mary Elvira Weeks, Wikipedia

Sobre la autora

Edurne Gaston Estanga es doctora en ciencia y tecnología de los alimentos. Actualmente se dedica a la gestión de proyectos en organizaciones que fomentan la difusión del conocimiento de la ciencia y la tecnología.

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Durante siglos, la ciencia de materiales ha operado bajo un dogma casi indiscutible: el orden es sinónimo de resistencia. Desde los cristales atómicos de un metal hasta la repetitiva estructura de un puente de acero, la geometría simétrica y predecible ha sido el pilar fundamental para diseñar todo lo que nos rodea. Sin embargo, si miramos a la naturaleza, descubrimos una historia completamente diferente. El hueso que sostiene nuestro cuerpo, la madera de los árboles o las complejas redes proteicas de la vida no son cristales perfectos. Su desorden estructural no es una imperfección de la biología, sino la razón exacta por la que pueden absorber impactos violentos y detener grietas mortales sin romperse en pedazos.

Inspirado por esta aparente paradoja, un equipo de físicos e ingenieros ha logrado descifrar el secreto de este deorden natural combinando la física estadística, la inteligencia artificial y la fabricación aditiva. En lugar de moldear piezas compuestas por patrones repetitivos, los científicos se propusieron construir metamateriales mecánicos amorfos, es decir, estructuras irregulares donde la materia prima pierde importancia en favor de una arquitectura única a escala macroscópica.

Comportamiento auxético en redes amorfas…

La clave de estos nuevos metamateriales reside en su comportamiento auxético. La mayoría de los objetos cotidianos se estrechan cuando los estiras y se ensanchan cuando los aplastas. Un material auxético, por el contrario, desafía la intuición: al ser comprimido, sus paredes se contraen hacia el interior, apelmazando la materia justamente en la zona de impacto para amortiguar el golpe.

Hasta ahora, los materiales auxéticos diseñados por el ser humano se basaban en mosaicos de celdas idénticas, lo que provocaba un grave inconveniente. Respondían muy bien si la fuerza provenía de una dirección fija, pero mostraban fragilidad si el golpe llegaba desde un ángulo imprevisto. Además, las simetrías perfectas terminaban funcionando como autopistas para la tensión, encauzando la energía por caminos estrechos donde la estructura colapsaba de forma prematura.

Las redes amorfas (o desordenadas) eliminan esa debilidad estructural al no tener direcciones preferidas, pero su diseño representaba una auténtica pesadilla matemática. Como el número de formas posibles de conectar una red irregular es prácticamente infinito, encontrar la combinación ideal resultaba imposible para los modelos por ordenador tradicionales.

usando inteligencia artificial…

Para solucionar este desafío, los investigadores crearon un modelo de inteligencia artificial que no busca a ciegas, sino que se guía por las leyes de la física de sistemas desordenados. Tradujeron la búsqueda de la estructura ideal en un proceso similar al enfriamiento lento de un líquido hasta convertirse en cristal o vidrio. La inteligencia artificial simula este enfriamiento térmico mediante un algoritmo, permitiendo que la red realice cambios drásticos en su geometría inicial para ir asentándose, de forma natural, en una configuración desordenada de mínima energía que garantiza la máxima elasticidad y resistencia en todas las direcciones.

y fabricación aditiva

Al imprimir en tres dimensiones estas redes amorfas diseñadas por la inteligencia artificial y someterlas a pruebas extremas en el laboratorio, la realidad superó cualquier expectativa teórica. Los materiales no solo respondieron de forma homogénea ante la compresión, sino que revelaron una tenacidad frente a la fractura sin precedentes.

La fuerza del caos

Cuando se realiza un corte en un material ordenado y se somete a tensión, la grieta avanza rápidamente en línea recta dividiendo la pieza en dos. En el metamaterial amorfo, la fisura se encuentra con un laberinto de conexiones irregulares que la obligan a serpentear, cambiar de rumbo y ramificarse. Al mismo tiempo, el carácter auxético del material hace que los bordes de la fisura intenten cerrarse sobre sí mismos a medida que sufren la tracción. Esta combinación de desorden y geometría exótica multiplicó por más de cuatro veces la energía necesaria para fracturar la pieza en comparación con las redes cristalinas tradicionales.

Este hallazgo demuestra que la resistencia extrema no requiere de una simetría rígida, sino de un desorden minuciosamente calculado. La capacidad de absorber impactos oblicuos y frenar la propagación de fracturas abre la puerta a una nueva generación de cascos de protección, parachoques y piezas aeroespaciales capaces de resistir accidentes impredecibles con un peso drásticamente menor.

Referencia:

Lingyu Jia, Changliang Zhu, Qiaozhi Lei, Hua Tong, Jinkui Meng, Chengyan Xu, Xiangying Shen, and Lei Xu (2026) Unlocking Emergent Resilience in Amorphous Metamaterials via a Physics-Constrained Energy-Based Framework Phys. Rev. X doi: 10.1103/77mh-hflq

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Metamateriales amorfos, la fuerza del caos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Karla Ximena Vargas Berrones es Licenciada en Química, Magister en Planeación Estratégica e Innovación y Doctora en Ciencias Ambientales. Es investigadora y docente en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí.

Su línea de investigación se enfoca en el desarrollo tecnológico de compuestos químicos sustentables y bioinsumos para disminuir la exposición y efectos adversos a la salud humana y ecológica por la exposición a contaminantes emergentes, así como ofrecer alternativas sostenibles y seguras para el uso de productos químicos domésticos e industriales.  

Ha recibido varias distinciones por su trabajo; la más reciente, en 2024, es la beca L’Oréal-UNESCO para las Mujeres en la Ciencia en colaboración con la Asociación Mexicana de Ciencias. Este reconocimiento subraya su destacada contribución y compromiso con la investigación científica en el ámbito de la química y las ciencias ambientales.

1. ¿Cuál es tu área de investigación?
Mi trabajo se enfoca en la protección del medio ambiente a través de la ciencia y la tecnología. Investigo cómo restaurar ecosistemas dañados y cómo prevenir la contaminación antes de que ocurra. Actualmente, mi labor se divide en tres áreas clave: primero, identifico contaminantes peligrosos para evitar que afecten nuestra salud; segundo, desarrollo métodos para limpiar ríos, manglares y mares —especialmente tras derrames de petróleo— usando limpiadores orgánicos creados en mi laboratorio; y finalmente, diseño productos industriales seguros, como detergentes sustentables, que impulsan una economía más limpia y circular.

2. ¿Por qué te dedicas a ella?
Me apasiona innovar y crear soluciones reales que cuiden nuestro planeta. Para mí, la innovación no se trata solo de construir robots o viajar al espacio. Soy fiel creyente de que la innovación puede salvar al planeta desde lo cotidiano, no solo con grandes máquinas. Me motiva el reto de sacar los inventos del laboratorio y llevarlos a la industria, porque es ahí donde realmente transforman el mundo. Mi trabajo consiste en tender un puente entre el laboratorio y la industria para que los cambios lleguen a todos. Un ejemplo de esto son los detergentes que desarrollo: una respuesta directa a problemas globales como la contaminación del agua, protegiendo así nuestra salud y la naturaleza.

Al final del día, mi meta es crear soluciones que sanen nuestros ecosistemas y aseguren el bienestar de quienes habitamos en ellos.

3. ¿Has tenido alguna figura de referencia en tu trayectoria?
Mi familia es el pilar de mi trayectoria. De mis padres aprendí que construir una familia es el máximo trabajo en equipo: es sostener al otro cuando no puede y entender que, a veces, para lograr el 100 %, uno pone el 90 % y el otro el 10 % sin reclamos.

Ellos me enseñaron que, mientras la ciencia y los experimentos permiten segundas oportunidades, el tiempo en casa es irreversible. Mis hijos crecen solo una vez. He comprobado que cuando la vida personal está en equilibrio, la profesional despega; tener una red de apoyo sólida hace que cualquier desafío sea más fácil de superar.

4. ¿Qué te gustaría descubrir o solucionar en tu campo?
Creo firmemente que la contaminación del agua es uno de los desafíos más críticos de nuestra era. Aunque resolverlo por completo es una tarea compleja, atenderlo de forma integral puede generar cambios extraordinarios. Mi meta es que mis investigaciones ayuden a sanar nuestros ríos y mares desde dos frentes: primero, evitando la raíz del problema mediante la creación de detergentes sostenibles que no generen residuos tóxicos; y segundo, desarrollando técnicas naturales (biorremediación) para limpiar el agua que ya está dañada.

Pero la ciencia no basta por sí sola; también quiero transformar la conciencia de las personas. Hoy en día, muchos desconocemos que productos tan cotidianos como los detergentes pueden afectar gravemente nuestra salud y el entorno. Compartir este conocimiento me llena de satisfacción, pues estoy convencida de que, si todos aportamos nuestro grano de arena, lograremos un impacto positivo real en la salud de nuestro planeta.

5. ¿Qué consejo darías a quien quiera adentrarse en el mundo de la investigación?
Como corredora, encuentro en el maratón la analogía perfecta para la ciencia. Correr un maratón y hacer ciencia tienen algo en común: el muro del kilómetro 30. Ese momento donde el entusiasmo del inicio desaparece, la meta se siente lejana y piensas seriamente en rendirte. Pero en la pista, como en el laboratorio, la meta no se mueve; ella te espera. Si sigues avanzando —aunque sea paso a paso— vas a llegar. Muchos creen que la ciencia es éxito tras éxito, pero en realidad es la suma de muchos fallos superados. Al final, lo que separa a un científico que transforma el mundo de los demás no es su brillantez absoluta, sino su capacidad de mantenerse en movimiento cuando otros deciden parar.

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Los azúcares son biomoléculas esenciales para la vida: forman parte de la estructura de los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, y participan en procesos metabólicos fundamentales. Sin embargo, una de las grandes preguntas sobre el origen de la vida es cómo se formaron los primeros azúcares en la Tierra primitiva, ya que los experimentos de laboratorio muestran que no se generan fácilmente en condiciones prebióticas. La detección de eritrulosa en el medio interestelar aporta una nueva pieza a este rompecabezas: algunos de estos compuestos pudieron formarse previamente en el espacio y llegar después a la Tierra incorporados en meteoritos, cometas o asteroides.

El trabajo ha sido liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y ha contado con la participación de un amplio equipo internacional. Por parte de la EHU han participado Emilio J. Cocinero y Aran Insausti, investigadores del Departamento de Química Física de la Facultad de Ciencia y Tecnología y del Instituto Biofisika (CSIC, EHU).

La aportación del equipo de la EHU se ha centrado en la espectroscopía rotacional en fase gas, una técnica imprescindible para identificar moléculas en el espacio. Antes de buscar una molécula en una nube interestelar, es necesario conocer en el laboratorio su espectro puro: un conjunto de señales único para cada compuesto, que funciona como una huella dactilar molecular. Esa referencia permite buscar después la misma molécula en los espectros obtenidos por los radiotelescopios, donde aparecen mezcladas las señales de muchas especies químicas presentes en el medio interestelar.

En el caso de los azúcares, obtener esa huella espectroscópica ha sido durante años un reto experimental especialmente complejo. Son moléculas térmicamente frágiles y muy higroscópicas, lo que dificulta su manipulación y su vaporización mediante métodos convencionales. El equipo de la EHU ha contribuido al desarrollo y aplicación de estrategias basadas en vaporización láser ultrarrápida que han permitido superar esa limitación y caracterizar en fase gas azúcares como la ribosa, la 2-desoxirribosa y la eritrulosa. Estos datos de laboratorio han abierto la puerta a buscarlos de forma sensible en el medio interestelar.

“En este tipo de detecciones, el trabajo de laboratorio es esencial. Primero hay que medir la molécula aislada y conocer con precisión sus señales características; solo después se pueden buscar esas señales en los datos astronómicos, donde aparecen mezcladas las huellas de muchas moléculas distintas”, explica Emilio J. Cocinero.

La detección se ha realizado mediante observaciones ultrasensibles y de banda ancha obtenidas con el radiotelescopio de 40 metros del Observatorio de Yebes, en Guadalajara, y el radiotelescopio de 30 metros del Instituto de Radioastronomía Milimétrica, IRAM, en Pico Veleta, Granada. En total, el equipo identificó 12 conjuntos de señales compatibles con el espectro de la eritrulosa. En palabras de Izaskun Jimenez-Serra, primera autora del trabajo: “Este resultado fue inesperado, puesto que la idea más aceptada en astroquímica es que las moléculas interestelares crecen en tamaño por la adición consecutiva de átomos de carbono. Por ello, teníamos que continuar investigando.”

“La eritrulosa pertenece a la familia de los monosacáridos, o azúcares simples, y es la única cetosa de cuatro átomos de carbono. Su detección supone un avance relevante para la astroquímica y la astrobiología, ya que hasta ahora no se había identificado ningún azúcar en el medio interestelar. Además, se trata de una molécula quiral, es decir, puede existir en dos formas que son imágenes especulares entre sí, como la mano izquierda y la derecha. La quiralidad es una propiedad central en muchas biomoléculas, y la eritrulosa es solo la segunda molécula quiral detectada hasta ahora en el medio interestelar”, explica Aran Insausti.

Uno de los resultados más llamativos del estudio es que la eritrulosa aparece como una molécula más abundante que otros azúcares más simples, de tres átomos de carbono, que no han sido detectados en la misma región. En concreto, el análisis astronómico muestra que la eritrulosa es al menos ocho veces más abundante que esos azúcares más pequeños. Este resultado es inesperado y sugiere que algunos procesos químicos del medio interestelar pueden favorecer la formación de moléculas más complejas de lo que se pensaba.

El equipo investigador también ha estudiado cómo podría formarse esta molécula en el espacio. Los resultados indican que la eritrulosa puede generarse de manera eficiente en hielos interestelares, sobre la superficie de granos de polvo, a partir de moléculas más sencillas como alcoholes y aldehídos de dos átomos de carbono. Esto refuerza la idea de que el medio interestelar no es solo un lugar donde se encuentran moléculas orgánicas, sino también un entorno capaz de construir compuestos cada vez más complejos antes de la formación de planetas.

A partir de la cantidad de eritrulosa medida en la nube G+0.693−0.027, el estudio estima que entre 0,5 y 50 millones de toneladas de este azúcar podrían haber alcanzado la superficie de la Tierra durante el periodo de bombardeo masivo tardío, hace entre 4.100 y 3.800 millones de años. Aunque esta estimación debe interpretarse con cautela, refuerza la posibilidad de que el medio interestelar actuara como una fuente de moléculas orgánicas de interés prebiótico.

“Lo más relevante no es solo haber detectado un azúcar en el espacio, sino demostrar que moléculas de este tipo pueden formarse en condiciones interestelares. Esto amplía el escenario en el que pensamos el origen molecular de la vida: parte de la química necesaria pudo empezar mucho antes de la formación de planetas como la Tierra”, señala Cocinero.

La detección de eritrulosa abre nuevas líneas de investigación sobre la formación de moléculas prebióticas en el universo y sobre cómo estos compuestos pudieron incorporarse a planetas jóvenes como la Tierra primitiva.

Referencia:

Jiménez-Serra, I., García de la Concepción, J., Cuppen, H.M. et al. (2026) Detection of a four-carbon sugar in interstellar space. Nat Astron  doi: 10.1038/s41550-026-02905-7

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Eritrulosa, primer azúcar identificado en el medio interestelar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La chatarra de acero es uno de los materiales más reciclados del mundo industrial moderno. Sin embargo, detrás de esa aparente simplicidad se esconde un problema científico y tecnológico complejo: no toda la chatarra es igual, ni puede ser tratada de la misma forma sin afectar a la calidad y al rendimiento del material o producto final fabricado con ella.

Lejos de ser un flujo homogéneo, la chatarra es una mezcla altamente variable de aceros de diferentes composiciones, recubrimientos, aleaciones y otros materiales (como el plástico). Entre ellos, algunos elementos presentes en cantidades muy pequeñas, como el cobre, pueden tener un efecto determinante en la calidad del acero reciclado, especialmente en aplicaciones de altas prestaciones.

Esta realidad plantea una cuestión fundamental: ¿es posible transformar una chatarra considerada “de baja calidad” en una materia prima útil para fabricar aceros avanzados?

La complejidad oculta del reciclaje del acero

El reciclaje del acero se basa en una idea aparentemente sencilla: fundir el material y volver a darle forma. Sin embargo, en la práctica, el proceso está condicionado por la química del material de carga (el material que se introduce en el horno).

Elementos residuales que no pueden eliminarse fácilmente durante la fusión tienden a acumularse en el acero reciclado. Algunos de ellos son beneficiosos en pequeñas cantidades, pero otros pueden generar impurezas, fragilidades o limitar el uso del material en productos exigentes. Un ejemplo de ello es el acero plano.

Esto ha llevado históricamente a una jerarquía implícita dentro del reciclaje: las chatarras “limpias” o de alta calidad se destinan a aplicaciones de mayor valor, mientras que las más contaminadas se relegan a usos menos exigentes o incluso se exportan fuera de la UE.

Una nueva mirada sobre la chatarra

En los últimos años, sin embargo, la investigación en metalurgia y ciencia de materiales, impulsada, en gran parte, por la escasez de recursos naturales (minas) de Europa y la necesidad de mejorar la sostenibilidad de los procesos de fabricación, han trabajado sobre este aspecto con otra perspectiva. En lugar de considerar la variabilidad de la chatarra como un problema inevitable, se está explorando cómo caracterizarla, clasificarla y acondicionarla de forma más inteligente y eficiente. El objetivo es gestionarla mejor para sacarle mayor partido.

Es importante tener en cuenta que la economía circular no consiste únicamente en reciclar más, sino en conservar el mayor valor de cada material durante el máximo tiempo posible. En esta línea, un importante cambio conceptual tiene que ver con el papel y el tratamiento de los elementos residuales. Entre las chatarras, por ejemplo, encontramos el cobre, un material valioso que, sin embargo, se convierte en impureza o elemento problemático en caso de no ser separado. Mediante procesos de separación durante el acondicionamiento de la chatarra es posible obtener concentrados de cobre con alta pureza (>99%), que pueden reintroducirse en la industria metalúrgica como materia prima secundaria.

En este proceso, es importante el rol que juegan las tecnologías avanzadas de análisis, como sensores ópticos, sistemas de rayos X, espectroscopía LIBS y modelos de análisis de datos capaces de predecir la composición de las chatarras y facilitar su clasificación y separación.

Medir el impacto ambiental: más allá del reciclaje

La mejora de los procesos de reciclaje no solo debe evaluarse en términos técnicos o económicos, sino también ambientales. Para ello, una de las herramientas más utilizadas es el Análisis de Ciclo de Vida (LCA), que permite cuantificar el impacto global de un material desde su origen hasta su eliminación final.

En el caso del acero reciclado, los estudios muestran que pequeñas mejoras en la calidad de la chatarra o en su acondicionamiento pueden traducirse en reducciones significativas de emisiones y consumo energético, especialmente cuando se comparan con la producción de acero a partir de materias primas vírgenes.

Este tipo de análisis refuerza una idea clave que ya hemos mencionado: la sostenibilidad no depende únicamente de reciclar más, sino de reciclar mejor.

Una transición en marcha

El reciclaje del acero está entrando en una nueva etapa en la que la ciencia de materiales, la ingeniería de procesos y el análisis de datos convergen para redefinir lo que entendemos por “materia prima secundaria”.

Desde este prisma, la chatarra pasa a convertirse en un recurso complejo, que puede ser diseñado, optimizado y valorizado con un nivel de precisión cada vez mayor.

Este cambio de paradigma no es solo tecnológico, sino también conceptual: implica reconocer que el valor de un material no desaparece al final de su vida útil, sino que puede redistribuirse si somos capaces de entender y gestionar su complejidad.

Agradecimiento

Este enfoque ha sido recientemente investigado y validado en el marco del proyecto europeo CAESAR (CirculArity Enhancements by Low-quality Scrap Analysis and Refinement), donde se han desarrollado estrategias avanzadas para la caracterización, acondicionamiento y valorización de chatarra de acero de baja calidad para la creación de productos avanzados, así como la recuperación de cobre de alta pureza y su reincorporación en la industria siderúrgica como elemento aleante en sustitucion de cobre de obtención primaria.

 Sobre la autora: Clara I. Delgado. AZTERLAN Metallurgy Research Centre

Sobre AZTERLAN: Con el firme compromiso de impulsar el desarrollo tecnológico y la competitividad de las empresas, AZTERLAN cuenta con más de 45 años de experiencia ofreciendo soporte tecnológico, conocimiento metalúrgico experto y soluciones avanzadas a la industria de transformación metal-mecánica y a sus sectores cliente.

Basque Research & Technology Alliance (BRTA) es una alianza que se anticipa a los retos socioeconómicos futuros globales y de Euskadi y que responde a los mismos mediante la investigación y el desarrollo tecnológico, proyectándose internacionalmente. Los centros de BRTA colaboran en la generación de conocimiento y su transferencia a la sociedad e industria vascas para que sean más innovadoras y competitivas. BRTA es una alianza de 17 centros tecnológicos y centros de investigación cooperativa y cuenta con el apoyo del Gobierno Vasco, SPRI y las Diputaciones Forales de Araba, Bizkaia y Gipuzkoa.

El artículo Cómo la metalurgia inteligente está redefiniendo la economía circular del acero se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Criada pela Universidade do Colorado, a plataforma PhET, totalmente gratuita e sem publicidade, permite explorar fenómenos científicos em simulações interativas desenvolvidas e validadas por investigadores. Está disponível em diversos idiomas, não exige registo nem instalação de software.

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