En la ciencia hay normas que nadie se atreve a discutir. En el pequeño mundo de los nanomateriales, una de ellas decía que, para que unas partículas diminutas se colocaran en orden, las moléculas que las unen tenían que ser rígidas, como varillas. Si eran blandas, todo acababa hecho un desastre. Así se ha trabajado unos 20 años. Ahora un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha hecho justo lo contrario: ha usado conectores muy flexibles y ha conseguido estructuras cristalinas que nadie había visto antes.

Dicho de otro modo, el estudiante que se saltó las instrucciones del examen sacó la mejor nota. La investigación se publicará en Nature Materials.

La regla de oro: conectores firmes como una escoba

Primero, algo de contexto. Las nanopartículas son trocitos de materia de unas milmillonésimas de metro. Si se ordenan en redes regulares, llamadas superredes, forman materiales con propiedades que no tiene ninguna de ellas por separado. El problema es convencerlas de que se coloquen donde toca, porque a esa escala no hay pinzas ni manos lo bastante pequeñas.

Para eso se usan los ligandos, unas moléculas pegadas a la superficie de cada partícula que hacen de brazos y se enganchan a las vecinas. La idea clásica era que esos brazos debían ser rígidos, para que las uniones salieran siempre en ángulos controlados. Otros métodos cambiaban la forma de las partículas o les pintaban zonas «pegajosas» en lugares concretos. Funcionaba, pero según el profesor Rob Macfarlane, que dirige el trabajo, cada uno de esos sistemas había que fabricarlo a medida para cada caso. Mucho trabajo artesanal para algo que se quería producir en serie.

La jugada: brazos de espagueti cocido

El equipo, con el doctorando Nicholas Sbalbi al frente de los experimentos e investigadores del MIT y de la Universidad de Delaware, recubrió las nanopartículas con cadenas de polímero muy flexibles. En la punta de esas cadenas pusieron cargas eléctricas: positivas en unas partículas y negativas en otras. Como las cargas opuestas se atraen, los brazos se doblan hacia su pareja y acercan las partículas entre sí.

Lo curioso viene después. Al juntarse, esas cadenas tan flexibles se recolocan y ocupan espacio, así que cada partícula solo puede unirse a un número limitado de vecinas. En química, ese número de conexiones se llama valencia, y aquí aparece sola, sin que nadie la diseñe a mano. De ahí el título del artículo, que habla de «valencia espontánea».

«Es emocionante tener una herramienta nueva tan contraintuitiva», resume Rob Macfarlane, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT.

Para ajustar el resultado bastaba con tocar dos cosas:

• El tamaño de las partículas.
• La longitud de las cadenas de polímero.

Con menos enlaces por partícula salieron redes más abiertas y menos compactas que las habituales, que suelen quedar apretadas como naranjas en la frutería. Entre ellas aparecieron superredes que no se habían observado antes. Es como si, de tanto apilar naranjas en pirámide, alguien descubriera que también se pueden montar en forma de colmena.

¿Y para qué sirve un cristal con huecos?

Según los investigadores, muchas de las aplicaciones más interesantes están precisamente en esas estructuras poco densas. El MIT menciona posibles usos en fotónica (controlar la luz), catálisis química, medicina, agricultura, electrónica y energía. Ojo: son posibilidades, no productos. La nota de prensa no da medidas, tamaños ni prototipos, así que aún no hay ninguna batería milagrosa en camino.

El otro gran objetivo es poder elegir por separado qué es una partícula (de qué material está hecha y qué propiedades tiene) y en qué estructura acaba colocada. En teoría eso ya se podía hacer. Macfarlane admite que en la práctica no ha sido así, y este método flexible y sencillo de ajustar podría acercar esa meta y, quizá, facilitar la fabricación a mayor escala.

El trabajo lo firman Nicholas Sbalbi, Stephen Kronenberger, Hana Shinzawa, Matthew Ye, Arthi Jayaraman y Robert J. Macfarlane. Se ha financiado en parte con fondos de la National Science Foundation y del Departamento de Energía de Estados Unidos, entre otros. Referencia: «Breaking symmetry in nanoparticle superlattices via spontaneous valency», Nature Materials (2026), DOI: 10.1038/s41563-026-02787-0.

Por qué importa

Porque demuestra que un «esto siempre se ha hecho así» también puede caer en la ciencia de materiales. Lo que se veía como un defecto, la flexibilidad, se convierte en una forma sencilla de controlar cuántas uniones tiene cada partícula y abre una colección de estructuras que antes no se podían fabricar. Si se confirma y se puede escalar, diseñar materiales a la carta será menos artesanal. Y de paso nos deja una lección que sirve fuera del laboratorio: a veces, para que las cosas encajen, hay que ser un poco más flexible.