--- canonical_url: "https://techinfo.com.ar/contenido/1590/investigadores-del-mit-rompen-una-regla-de-20-anos-y-descubren-estructuras-crist" title: "Investigadores del MIT rompen una regla de 20 años y descubren estructuras cristalinas nunca antes vistas" article_type: "Article" description: "Un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha revolucionado el campo de la ciencia de materiales al utilizar enlaces moleculares flexibles para crear estructuras de nanopartículas inéditas, desafiando creencias establecidas durante dos décadas." main_image: "https://techinfo.com.ar/download/multimedia.grande.a03d1641dc620925.Z3JhbmRlLmpwZw%3D%3D.jpg" date_published: "2026-11-04T17:10:00-03:00" date_modified: "2026-11-04T17:10:18-03:00" author_name: "Techinfo" author_url: "https://techinfo.com.ar/usuario/2/techinfo" category_name: "Curiosidades" category_url: "https://techinfo.com.ar/categoria/3/curiosidades" --- # Investigadores del MIT rompen una regla de 20 años y descubren estructuras cristalinas nunca antes vistas ![](https://www.sciencedaily.com/images/1920/mit-nanoparticle-assembly.webp) Investigadores del MIT han dado un giro radical a 20 años de pensamiento en ciencia de materiales, al emplear enlaces moleculares flexibles para crear estructuras de nanopartículas que nunca antes se habían observado. Durante décadas, los científicos han intentado controlar cómo se conectan las partículas diminutas para formar materiales avanzados. Sin embargo, el equipo del MIT y sus colaboradores han descubierto que hacer exactamente lo contrario de lo que se creía necesario puede producir resultados sorprendentes. En lugar de depender de conexiones moleculares rígidas para mantener las nanopartículas en arreglos cuidadosamente planificados, el equipo desarrolló conectores extremadamente flexibles que se doblan y ajustan a medida que las partículas se unen. Esta estrategia inesperada ofrece a los científicos una nueva forma de controlar cómo se organizan las nanopartículas, permitiéndoles crear estructuras cristalinas que nunca se habían observado anteriormente. Este descubrimiento podría ayudar a superar un obstáculo importante en la ciencia de materiales y abrir nuevas posibilidades para la creación de sustancias con propiedades diseñadas de manera precisa. Las aplicaciones potenciales incluyen la electrónica, la medicina, las tecnologías energéticas, la agricultura y la fabricación química. Los hallazgos, que se describen en un artículo que aparecerá en la revista Nature Materials, demuestran cómo la flexibilidad y las cargas eléctricas de los conectores moleculares pueden determinar las estructuras que forman las nanopartículas. Rob Macfarlane, profesor de Metalurgia en el Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería del MIT, comentó: "Las personas están interesadas en los superlattice de nanopartículas debido a la promesa de construir materiales diseñados donde se tiene más control sobre los tipos de estructuras que se pueden construir realmente". Macfarlane agregó que esta es una nueva aproximación en el ensamblaje de nanopartículas que no se había investigado antes. "Es emocionante tener una nueva herramienta que es tan contraintuitiva. Es exactamente lo opuesto a lo que ha sido la doctrina durante 20 años: que necesitas hacer que los ligandos conectores sean rígidos, y cualquier desviación causa que el ensamblaje falle. Mostramos que si simplemente lo llevas al extremo opuesto, funciona igual de bien". El equipo de investigación también incluyó al candidato a doctorado del MIT, Nicholas Sbalbi, al estudiante de doctorado de la Universidad de Delaware, Stephen Kronenberger, a la estudiante de pregrado del MIT, Hana Shinzawa, a Matthew Ye, doctorando de la promoción 2026, y a Arthi Jayaraman, una ex profesora de la Universidad de Delaware. En el centro de este descubrimiento se encuentra un principio básico de la ciencia de materiales: la forma en que se organizan los componentes más pequeños de un material determina cómo se comporta ese material. "Eso significa que si conoces cuáles son tus bloques de construcción y cómo están organizados, puedes explicar qué propiedades tienen los materiales", afirma Macfarlane. "Controlar eso es cómo se crean materiales que tienen nuevas propiedades". Este principio es especialmente importante al trabajar con nanopartículas, que son piezas de materia extremadamente pequeñas cuyas formas, tamaños y propiedades pueden ajustarse para diferentes propósitos. Los científicos ya utilizan nanopartículas individuales en tecnologías que involucran la entrega de medicamentos, almacenamiento de energía, computación y sensores. Sin embargo, convertir estos diminutos bloques de construcción en materiales más grandes y organizados presenta un desafío difícil. Uno de los mayores obstáculos es controlar cómo se unen las nanopartículas entre sí. Los científicos necesitan determinar no solo cuántas partículas vecinas se conectan con cada nanopartícula, sino también las direcciones en las que se forman esas conexiones. Sin ese control, las nanopartículas tienden a ensamblarse en arreglos compactos que restringen la variedad de estructuras que los investigadores pueden producir. Esto limita su capacidad para crear materiales con propiedades inusuales o especializadas. Tradicionalmente, los investigadores han abordado el problema de dos maneras. Una estrategia implica cambiar las formas de las nanopartículas para influir en cómo encajan entre sí. La otra consiste en modificar áreas específicas de sus superficies para que solo ciertas regiones atraigan partículas vecinas. De hecho, los científicos intentan controlar dónde se adhieren las partículas entre sí, de manera similar a diseñar piezas de rompecabezas que solo pueden conectarse en posiciones particulares. Aunque estos métodos pueden producir estructuras útiles, a menudo son complicados, altamente especializados y difíciles de adaptar para la producción a gran escala. "El desafío con ambos enfoques es que son difíciles de realizar sintéticamente mientras fabricamos las partículas", explica Macfarlane. "Los métodos para definir la adherencia que se han desarrollado son siempre personalizados: funcionan para un material, en una escala de tamaño, en una condición específica. Es bueno para estudiar, pero no se puede hacer mucho con ello". Ambas estrategias dependen de conectores moleculares conocidos como ligandos. Estas moléculas se adhieren a las superficies de las nanopartículas y ayudan a enlazar partículas vecinas. Tradicionalmente, los investigadores han intentado hacer que estos ligandos sean rígidos para que las conexiones mantengan ángulos cuidadosamente controlados. Esto ayuda a mantener una disposición deseada, pero también restringe los tipos de estructuras que pueden formarse y las funciones que pueden desempeñar. El equipo del MIT decidió explorar una posibilidad radicalmente diferente. En lugar de forzar a los conectores moleculares a permanecer en posiciones fijas, los investigadores se preguntaron si darles casi completa libertad para doblarse podría ofrecer una forma completamente nueva de control. "Pensamos: 'Hagamos exactamente lo opuesto: hagamos que los enlaces sean tan flexibles que no importe en qué dirección estén apuntando inicialmente.' Los ligandos pueden reorganizarse a medida que las partículas se juntan, y esa reorganización limita cuántos vecinos puede enlazar cada partícula", explica Macfarlane. La idea revierte el enfoque habitual en el ensamblaje de nanopartículas. En lugar de controlar la orientación de cada conexión por adelantado, los científicos permiten que los conectores se ajusten de manera natural a medida que las partículas interactúan. El laboratorio de Macfarlane ha pasado años desarrollando formas de construir diferentes tipos de nanopartículas utilizando cadenas de polímeros adjuntas. Los polímeros son moléculas grandes compuestas de unidades más pequeñas que se repiten, y su flexibilidad los hace útiles para crear conexiones moleculares ajustables. Para el nuevo sistema, el equipo equipó a las nanopartículas con ligandos altamente flexibles que llevan cargas eléctricas en sus extremos. Algunos tienen cargas positivas, mientras que otros tienen cargas negativas. Debido a que las cargas eléctricas opuestas se atraen, las moléculas conectores se doblan naturalmente hacia los socios con carga opuesta. Esta atracción ayuda a que las nanopartículas se unan, mientras que la flexibilidad de los conectores influye en cuántas conexiones puede hacer cada partícula. "La idea es que, en lugar de definir una dirección específica en la que van a ocurrir los enlaces con métodos de síntesis complicados, simplemente dijimos: 'Los enlaces van a ser tan flexibles como quieran ser, y espontáneamente irán hacia la valencia que maximice la estabilidad del enlace'", afirma Macfarlane. En este contexto, la valencia se refiere al número de conexiones que una nanopartícula forma con sus vecinos. Al permitir que los conectores se muevan libremente, los investigadores descubrieron que el sistema podía acomodarse de manera natural en arreglos estables sin necesidad de que cada conexión estuviera diseñada de antemano. Experimentos liderados por Sbalbi demostraron que los científicos podían ajustar las conexiones entre nanopartículas modificando dos características relativamente sencillas: los tamaños de las partículas y las longitudes de sus cadenas moleculares flexibles. Estos ajustes alteraron la forma en que las partículas se ensamblaban, otorgando al equipo control sobre el número de partículas vecinas con las que cada una podía conectarse. Lo más importante es que los investigadores utilizaron este método para producir estructuras cristalinas nunca antes vistas. Los cristales son materiales cuyos bloques de construcción forman patrones organizados y repetitivos. En este caso, los arreglos repetitivos están compuestos por nanopartículas en lugar de átomos individuales o pequeñas moléculas. Estas redes ordenadas de nanopartículas suelen denominarse superredes. Al reducir el número de conexiones entre partículas vecinas, el equipo pudo crear arreglos más abiertos en lugar de las estructuras densamente empaquetadas que comúnmente se forman durante el ensamblaje de nanopartículas. "Sin tener que predefinir dónde se conectan las partículas o cuáles son sus formas, podemos controlar el número de enlaces que tiene cada partícula", explica Macfarlane. "La cantidad de flexibilidad del polímero dicta cuántos enlaces tiene. Nos permite reducir el número de enlaces de cada partícula y crear redes que nunca hemos visto antes". Los resultados sugieren que la flexibilidad molecular, que anteriormente se consideraba un obstáculo para el ensamblaje preciso de nanopartículas, puede convertirse en una herramienta poderosa para la ingeniería de nuevas estructuras materiales. Los investigadores creen que su método podría acercar a los científicos a un objetivo largamente buscado en la ciencia de materiales: elegir las propiedades de nanopartículas individuales de manera independiente de las estructuras más grandes en las que se ensamblan. Idealmente, los científicos podrían seleccionar nanopartículas por sus características eléctricas, ópticas, químicas u otras propiedades útiles y luego organizar esas partículas en el arreglo que mejor sirva a una aplicación particular. Sin embargo, en la práctica, los métodos de ensamblaje existentes han dificultado alcanzar ese nivel de flexibilidad. "Nosotros, en la comunidad de ensamblaje de nanopartículas, hablamos sobre tener un control completamente independiente sobre qué es tu partícula y en qué ensamblaje se integra", comenta Macfarlane. "En teoría, eso debería ser así. En la realidad, absolutamente no lo ha sido". El nuevo enfoque podría ayudar a cerrar esa brecha. Dado que los investigadores pueden influir en las disposiciones de las nanopartículas a través de la flexibilidad de sus conectores y la atracción entre cargas eléctricas, podrían ser capaces de crear una mayor variedad de estructuras sin las complicadas técnicas de fabricación requeridas por los métodos tradicionales. El equipo también considera que este descubrimiento representa una ruta prometedora hacia la producción de materiales personalizables a mayor escala, lo que podría ayudar a llevar las tecnologías de nanopartículas más allá de los experimentos de laboratorio y hacia aplicaciones prácticas. La capacidad de construir estructuras de nanopartículas más abiertas y variadas podría resultar particularmente valiosa para el desarrollo de materiales avanzados. En fotónica, que implica el control y la manipulación de la luz, las nanopartículas organizadas de manera precisa podrían ayudar a los investigadores a diseñar materiales con propiedades ópticas especializadas. En la catálisis química, donde las sustancias aceleran las reacciones químicas, nuevas disposiciones de partículas podrían crear oportunidades para mejorar el funcionamiento de los catalizadores. Este enfoque también podría respaldar futuros desarrollos en medicina, agricultura, electrónica y tecnologías energéticas. Una ventaja importante es que las nanopartículas ya pueden poseer una amplia gama de propiedades deseables. Al controlar cómo se agrupan esas partículas, los científicos podrían combinar sus capacidades individuales de nuevas maneras. "Los superredes de nanopartículas ofrecen una forma de crear materiales diseñados donde tus bloques de construcción tienen todo tipo de propiedades únicas", señala Macfarlane. "Pero simplemente empaquetar densamente estas nanopartículas limita tus aplicaciones. Esto ofrece una forma de obtener formaciones menos densas de nanopartículas, y ahí es donde se encuentran muchas de las aplicaciones interesantes". Aunque se necesitarán más desarrollos para traducir el método en tecnologías comerciales, el descubrimiento establece la flexibilidad molecular como una nueva estrategia para crear materiales con estructuras personalizadas. En lugar de considerar las conexiones moleculares flexibles como un problema a eliminar, los científicos ahora podrían aprovechar esa flexibilidad para desbloquear configuraciones que los diseños rígidos no podrían lograr con facilidad. Esta nueva perspectiva podría abrir un abanico de posibilidades en la creación de estructuras cristalinas que antes se consideraban imposibles. La investigación recibió apoyo parcial de la Fundación Nacional de Ciencias, el Departamento de Energía, el Ejército de los Estados Unidos y la Armada de los Estados Unidos. Estos organismos han reconocido la importancia de este avance en el campo de la ciencia de materiales y la química, lo que podría tener implicaciones significativas en diversas aplicaciones tecnológicas. Entre los temas relacionados con este estudio se encuentran la materia y energía, la química, la nanotecnología, la ingeniería y construcción, la química inorgánica, la óptica, la ciencia de materiales y la naturaleza del agua. Estos campos son fundamentales para comprender los procesos que rigen el comportamiento de las nanopartículas y su interacción en diferentes entornos. La referencia del estudio es la siguiente: Nicholas Sbalbi, Stephen Kronenberger, Hana Shinzawa, Matthew Ye, Arthi Jayaraman y Robert J. Macfarlane. "Breaking symmetry in nanoparticle superlattices via spontaneous valency". Nature Materials, 2026; DOI: 10.1038/s41563-026-02787-0. Este trabajo representa un avance significativo en la investigación sobre las nanopartículas y su potencial para revolucionar la ciencia de materiales. La fuente de la historia proviene del Instituto Tecnológico de Massachusetts, con un texto original escrito por Zach Winn. Cabe mencionar que el contenido puede ser editado por motivos de estilo y longitud, pero la esencia de la investigación y sus hallazgos se mantiene intacta. Fuente original: [ScienceDaily](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/11/261104012248.htm). --- *Contenido creado y optimizado para IA con [Medios CMS](https://medios.io)* — Plataforma profesional para la gestión de medios digitales y portales de noticias.