Crear electrodos con luz: científicos desarrollan polímeros conductores libres de químicos tóxicos
Un equipo internacional de científicos ha logrado fabricar electrodos y sensores bioelectrónicos utilizando solo luz visible, agua y oxígeno, sin disolventes ni reactivos peligrosos. La técnica permite crear dispositivos conductores de forma directa sobre la piel o los tejidos, lo que abre nuevas posibilidades para la medicina y la electrónica sostenible.
Por Enrique Coperías
La polimerización se activa con luz visible procedente de simples lámparas LED —incluso luces decorativas—, sin necesidad de láseres ni equipamiento avanzado. Cortesía: Thor Balkhed
Fabricar electrodos y materiales conductores para dispositivos electrónicos es un proceso químicamente agresivo: disolventes orgánicos, catalizadores metálicos, oxidantes tóxicos y temperaturas elevadas. Todo ello ha limitado su sostenibilidad y, sobre todo, su uso directo sobre tejidos vivos.
Ahora, un equipo internacional de científicos ha dado un giro inesperado a esa lógica: han logrado crear electrodos conductores usando simplemente luz visible, agua y oxígeno, sin iniciadores químicos ni reactivos peligrosos. Y lo han hecho incluso directamente sobre la piel de un ratón vivo.
«Creo que esto es, en cierto modo, un gran avance. Es otra forma de crear electrónica que es más sencilla y no requiere ningún equipo costoso», dice Xenofon Strakosas, profesor en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, en Suecia, y coautor el trabajo.
El avance, publicado en la revista Angewandte Chemie, describe una nueva forma de fabricar polímeros conductores —materiales muy importantes en la bioelectrónica— activando su formación mediante iluminación con luz azul o luz roja. El resultado no es solo una demostración química elegante, sino una tecnología con implicaciones profundas para la medicina, la neurociencia y la electrónica blanda:
✅ Sensores que se imprimen sobre la pie.
✅ Electrodos que se adaptan al cuerpo como un tatuaje electrónico.
✅ Dispositivos capaces de leer señales cerebrales con mayor nitidez y menor invasividad.
Polímeros que conducen y se adaptan al cuerpo
Los protagonistas de esta historia son los llamados conductores orgánicos mixtos, materiales capaces de transportar simultáneamente electrones e iones. A diferencia de los metales, estos polímeros son blandos, flexibles, compatibles con el agua y con los tejidos vivos. Por eso se han convertido en piezas clave de la bioelectrónica moderna: desde sensores químicos hasta interfaces cerebro-máquina.
🗣️ «Las propiedades eléctricas del material están en la vanguardia del campo —afirma Tobias Abrahamsson, investigador en el Laboratorio de Electrónica Orgánica y autor principal del estudio. Y añade—: Como el material puede transportar tanto electrones como iones, puede comunicarse con el cuerpo de una manera natural, y su química suave garantiza que los tejidos lo toleren. Esta combinación es crucial para aplicaciones médicas».
El problema es cómo fabricarlos. Hasta ahora, producir estos polímeros exigía procesos complejos y poco compatibles con el cuerpo humano. El nuevo trabajo propone una alternativa radical: partir de un monómero soluble en agua que, al iluminarse con luz visible, se autoensambla y se convierte en un polímero conductor sin necesidad de añadir nada más.
La escena experimental es casi doméstica: una disolución acuosa transparente, una lámpara de ledes común y corriente y, tras unos minutos de iluminación, un cambio de color que delata la transformación química. Donde antes había un líquido incoloro, aparece un azul intenso: señal inequívoca de que ha nacido un polímero conductor.
La polimerización con luz visible ocurre directamente en agua: cuanto más tiempo se expone el monómero, más azul y oscuro se vuelve el líquido al transformarse en un polímero conductor. El proceso no utiliza aditivos tóxicos, lo que lo hace biocompatible. Cortesía: Thor Balkhed
La luz como desencadenante químico
La clave del proceso está en un diseño molecular muy preciso. El monómero desarrollado por los investigadores absorbe ligeramente la luz visible y, al excitarse, interactúa con el oxígeno disuelto en el agua.
Esta interacción genera especies reactivas del oxígeno que inician la polimerización. Es decir, la molécula se oxida, se enlaza con otras iguales y da lugar a largas cadenas conductoras.
Lo notable es que no hace falta ningún iniciador externo: ni sales metálicas, ni peróxidos, ni catalizadores. El propio monómero actúa como fotosensibilizador. Luz y oxígeno hacen el resto.
Imprimir electrodos donde haga falta
Una vez entendido el mecanismo, los científicos exploraron las posibilidades prácticas. Y ahí es donde el trabajo se vuelve especialmente sugerente.
Como la polimerización ocurre solo donde hay luz, el material puede fotopatronarse: basta con iluminar selectivamente ciertas zonas para crear circuitos, electrodos o transistores con gran precisión. El equipo logró hacerlo sobre vidrio, textiles de celulosa e incluso sobre superficies blandas.
«Es posible crear electrodos sobre diferentes superficies, como vidrio, textiles e incluso la piel. Esto abre un abanico mucho más amplio de aplicaciones», comenta Strakosas.
Un simple papel absorbente, tras empaparse con la disolución y exponerse a la luz, se transforma en un tejido conductor. Las mediciones eléctricas confirmaron que la conductividad es real y estable. De pronto, la frontera entre electrónica y tela se vuelve difusa.
Pero el experimento más llamativo llegó cuando llevaron la técnica al límite: fabricar electrodos directamente sobre la piel de un ratón vivo.
Electrodos sobre piel viva
Para demostrar la viabilidad biológica del método, los investigadores aplicaron la disolución del monómero sobre el cuero cabelludo de ratones anestesiados, y usaron una máscara para definir el patrón deseado. Después, iluminaron la zona con luz azul. En cuestión de minutos, aparecieron electrodos poliméricos perfectamente adheridos a la piel.
Estos electrodos se conectaron a sensores externos para registrar actividad cerebral. El resultado fue que las señales electroencefalográficas obtenidas con los electrodos fotopolimerizados eran más intensas y limpias que las registradas con electrodos metálicos convencionales colocados directamente sobre la piel.
La explicación es física y biológica a la vez. Los polímeros blandos se adaptan mejor a las irregularidades del tejido, reducen la impedancia eléctrica y mejoran el contacto. Menos ruido, más señal. Para aplicaciones como la electroencefalografía, donde las señales son extremadamente débiles, esa diferencia es crucial.
Rendimiento sin compromisos
La luz azul, sin embargo, tiene una limitación: penetra poco en los tejidos. Para aplicaciones más profundas, como implantes o interfaces internas, hace falta luz roja o infrarroja. El equipo resolvió este obstáculo incorporando un colorante fotosensible que actúa como intermediario.
Más allá de lo espectacular del método, el rendimiento del material es notable. Los polímeros obtenidos muestran conductividades comparables a las de los mejores materiales comerciales utilizados en bioelectrónica.
🗣️ «Dado que el método funciona sobre muchas superficies diferentes, también se pueden imaginar sensores integrados en prendas de vestir. Además, el método podría utilizarse para la fabricación a gran escala de circuitos de electrónica orgánica, sin disolventes peligrosos», dice Abrahamsson.
Xenofon Strakosas, profesor ayudante en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, uno de los investigadores que lideran el desarrollo de electrodos creados mediante luz visible. Cortesía: Thor Balkhed
Una nueva forma de fabricar bioelectrónica
El avance va más allá de un nuevo material. Propone una nueva filosofía de fabricación: electrónica que se forma donde se necesita, cuando se necesita y con un impacto ambiental mínimo. Agua en lugar de disolventes tóxicos. Luz en lugar de reactivos agresivos. Compatibilidad con tejidos vivos desde el primer paso.
Las posibles aplicaciones son amplias: tatuajes electrónicos temporales, sensores médicos desechables, interfaces neuronales menos invasivas, textiles inteligentes o dispositivos implantables que se activan con luz. También plantea preguntas éticas y regulatorias, especialmente cuando la electrónica empieza a integrarse de forma tan íntima con el cuerpo.
Por ahora, el trabajo demuestra que es posible. Que la frontera entre química, física y biología puede cruzarse con algo tan sencillo como encender una lámpara. Y que, en el futuro de la bioelectrónica, la luz no solo iluminará los dispositivos: también los creará. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Linköpin
Fuente: Tobias Abrahamsson, Fredrik Ek, Rémy Cornuéjols, Donghak Byun, Marios Savvakis, Cecilia Bruschi, Ihor Sahalianov, Eva Miglbauer, Chiara Musumeci, Mary J. Donahue, Ioannis Petsagkourakis, Maciej Gryszel, Martin Hjort, Jennifer Y. Gerasimov, Glib Baryshnikov, Renee Kroon, Daniel T. Simon, Magnus Berggren, Ilke Uguz, Roger Olsson, Xenofon Strakosas. Visible-Light-Driven Aqueous Polymerization Enables in Situ Formation of Biocompatible, High-Performance Organic Mixed Conductors for Bioelectronics. Angewandte Chemie (2025). DOI: https://doi.org/10.1002/ange.202517897
