Piel sintética inspirada en el pulpo: el material inteligente que cambia de color, forma y textura en un pispás
Un nuevo material inteligente inspirado en la piel del pulpo abre la puerta a superficies capaces de camuflarse, transformarse y ocultar información. La innovación combina impresión 4D e hidrogeles programables para crear una piel sintética que responde al entorno como un organismo vivo.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El equipo de científicos codificó la imagen de la Mona Lisa en la piel sintética inteligente (izquierda): inicialmente oculta, puede revelarse al estirarla, aplicar calor, exponerla a líquidos o transformar el material de 2D a 3D (derecha).
Crédito: Hongtao Sun
La piel de un pulpo puede cambiar de color, textura e incluso forma en cuestión de segundos. Es un prodigio de la evolución que fascina a biólogos, ingenieros y diseñadores de materiales desde hace décadas.
Ahora, un equipo de investigadores de Estados Unidos ha dado un paso decisivo para acercarse a esa capacidad camaleónica: han desarrollado un material sintético capaz de modificar simultáneamente su apariencia, su rigidez y su forma, inspirado directamente en la piel de los cefalópodos.
El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, describe una nueva generación de pieles inteligentes con potencial para la robótica blanda, la seguridad digital o los dispositivos biomédicos.
Qué es la piel sintética inteligente inspirada en el pulpo
El estudio, liderado por Hongtao Sun y H. Jerry Qi en la Universidad Estatal de Pensilvania y el Instituto Tecnológico de Georgia, presenta un sistema que combina impresión 4D y diseño digital para crear hidrogeles multifuncionales capaces de responder a estímulos externos como la temperatura, los disolventes o la presión mecánica.
El resultado es un material que, al igual que la piel del pulpo, puede cambiar de manera coordinada su color, textura y forma. «Los cefalópodos tienen un control extraordinario sobre su apariencia óptica, su textura y su forma corporal para camuflarse o comunicarse», explican los autores del invento. Replicar esa capacidad en materiales sintéticos , añaden, ha sido durante años un reto técnico enorme.
Según el investigador principal del proyecto, Hongtao Sun, la inspiración surgió directamente del mundo natural:
🗣️ «Los cefalópodos utilizan un complejo sistema de músculos y nervios para ejercer un control dinámico sobre la apariencia y la textura de su piel. Inspirándonos en estos organismos blandos, desarrollamos un sistema de impresión 4D para capturar esa idea en un material sintético y flexible».
Un desafío de la ingeniería de materiales
En la naturaleza, pulpos, sepias y calamares poseen una compleja red de músculos y células pigmentarias llamadas cromatóforos que les permiten expandir o contraer unos sacos elásticos de pigmento, llamados cytoelastic sacculi, para generar patrones de color casi instantáneos.
Al mismo tiempo, pueden modificar la textura de su piel para crear pequeñas protuberancias —papilas— que imitan rocas, corales o algas. Y todo ello sin perder el control de la forma general de su cuerpo.
Reproducir esa coordinación de funciones en un material artificial ha sido hasta ahora prácticamente imposible. Existen materiales capaces de cambiar de forma, como los polímeros con memoria de forma; otros pueden modificar sus propiedades ópticas o mecánicas. Pero integrar todas esas capacidades en un único sistema seguía siendo una meta lejana.
Los hidrogeles —polímeros blandos con gran capacidad de absorber agua— se habían perfilado como candidatos prometedores por su sensibilidad a estímulos externos. Sin embargo, incluso estos materiales no lograban controlar simultáneamente múltiples propiedades dinámicas en una sola estructura.
👉 El nuevo estudio propone una solución basada en una idea aparentemente simple: codificar el material como si fuera una imagen digital compuesta por píxeles. Cada píxel tendría propiedades ligeramente distintas, y la combinación de todos ellos generaría comportamientos complejos.
Cómo funciona el material inteligente: impresión 4D y codificación digital
El corazón de la innovación es una técnica de impresión 4D —una evolución de la impresión 3D que permite que los objetos cambien con el tiempo— basada en patrones de semitono. Estos patrones, similares a los que se usan en la impresión de fotografías en blanco y negro, se componen de dominios binarios: unos más rígidos y otros más flexibles.
Los investigadores imprimieron láminas de hidrogel en las que cada píxel podía ser altamente entrecruzado (más rígido) o ligeramente entrecruzado (más blando). La disposición de esos dominios determina cómo interactúa el material con el agua o con la temperatura, y por tanto cómo se deforma o cambia de transparencia.
El sistema utiliza hidrogeles basados en poliacrilamida sensible a la temperatura. Al calentarse o enfriarse, el material se hincha o se contrae, alterando su estructura interna y su comportamiento óptico. Las zonas más densamente entrecruzadas reaccionan de forma distinta a las menos densas, generando contrastes visibles y deformaciones controladas.
Mediante este enfoque, los científicos lograron regular simultáneamente:
✅ La transparencia u opacidad del material.
✅ Su rigidez y respuesta mecánica.
✅ La textura superficial.
✅ Y la forma tridimensional final.
Todo ello dentro de una única lámina continua.
Sun resume el concepto de forma directa: «En términos simples, estamos imprimiendo instrucciones dentro del material. Esas instrucciones le dicen a la piel cómo reaccionar cuando algo cambia a su alrededor».
Imágenes ocultas y encriptación física de información
Una de las demostraciones más llamativas del estudio consiste en la creación de imágenes ocultas dentro del material. Los investigadores codificaron la famosa Mona Lisa en una lámina de hidrogel inteligente utilizando patrones de semitono.
En determinadas condiciones, la imagen permanecía invisible; al cambiar la temperatura o el disolvente, aparecía gradualmente con alto contraste.
Este efecto se basa en la forma en que el material dispersa la luz. Cuando el hidrogel está hinchado, su estructura porosa hace que la luz se disperse y la imagen se vuelva difusa. Al contraerse, las diferencias entre zonas rígidas y flexibles generan contrastes ópticos que revelan la imagen.
El proceso es reversible: la imagen puede ocultarse y revelarse repetidamente mediante ciclos de inmersión en agua o etanol y cambios de temperatura. Según los autores, esta capacidad abre la puerta a sistemas de encriptación de información y almacenamiento seguro de datos.
Pero la información no solo se codifica visualmente. El material también puede almacenar datos en sus propiedades mecánicas. Al estirar ligeramente la lámina, los patrones de deformación revelan mensajes ocultos que no se perciben a simple vista. Esta encriptación mecánica añade una segunda capa de seguridad.
🗣️ Haoqing Yang, doctorando y primer autor del estudio, subraya el potencial práctico de este comportamiento: «Este comportamiento podría utilizarse para el camuflaje, donde una superficie se integra en su entorno, o para la encriptación de información, donde los mensajes se ocultan y solo se revelan bajo condiciones específicas».
Material que cambia de forma: de lámina plana a estructura 3D
Más allá de los cambios ópticos, el material también puede transformarse en estructuras tridimensionales complejas. Al diseñar cuidadosamente la distribución de zonas rígidas y flexibles, los investigadores programaron la forma en que la lámina se encoge o se expande al calentarse.
El resultado: superficies planas que se curvan y adoptan formas tridimensionales predeterminadas, como cúpulas esféricas o estructuras con curvatura negativa similares a sillas de montar. Estas transformaciones recuerdan a la forma en que los cefalópodos modifican la textura y la forma de su piel para camuflarse.
En algunos casos, la información visual emerge al mismo tiempo que el cambio de forma, creando objetos que revelan imágenes o patrones solo al transformarse. También se pueden generar pequeñas protuberancias superficiales, análogas a las papilas de la piel del pulpo.
Aplicaciones del material inteligente inspirado en la piel del pulpo
Las posibles aplicaciones de esta tecnología son amplias. Estas son algunas de las más relevantes:
1️⃣ Robótica blanda y robots adaptativos. Los materiales programables podrían permitir robots que cambien de forma y apariencia para adaptarse a su entorno o interactuar mejor con humanos.
2️⃣ Camuflaje adaptativo. Superficies capaces de integrarse visualmente en su entorno, con posibles aplicaciones en diseño, arquitectura o defensa.
3️⃣ Encriptación y seguridad de la información. Mensajes ocultos en materiales físicos que solo se revelan bajo condiciones específicas, con alto potencial en seguridad avanzada.
4️⃣ Dispositivos biomédicos. Implantes o prótesis capaces de adaptarse dinámicamente al cuerpo humano.
5️⃣ Superficies inteligentes y sensores. Materiales capaces de reaccionar visual y mecánicamente al entorno.
El propio Sun resume la ambición del proyecto y su alcance interdisciplinar: «Esta investigación interdisciplinar, en la intersección entre fabricación avanzada, materiales inteligentes y mecánica, abre nuevas oportunidades con amplias implicaciones para sistemas sensibles a estímulos, ingeniería biomimética, tecnologías avanzadas de encriptación, dispositivos biomédicos y más».
Cambios al instante
La piel de los pulpos, sepias y calamares puede cambiar de color, textura y forma en segundos gracias a una compleja red de músculos y cromatóforos que expanden o contraen sacos elásticos de pigmento, para generar patrones visuales casi instantáneos.
Limitaciones actuales y próximos pasos
A pesar de sus avances, el sistema aún tiene limitaciones. El hidrogel utilizado responde principalmente en entornos acuosos o con disolventes, lo que restringe algunas aplicaciones prácticas. Además, por ahora solo se han logrado efectos en escala de grises: reproducir colores completos requerirá integrar pigmentos o estructuras fotónicas más complejas.
Los investigadores planean explorar materiales alternativos que funcionen en condiciones más diversas y mejoren la velocidad de respuesta. También consideran desarrollar estructuras multicapa en las que distintas funciones —ópticas, mecánicas o de forma— se controlen de manera independiente.
Como explica Sun, el objetivo final es reproducir la coordinación biológica en un solo material:
🗣️ «De forma similar a como los cefalópodos coordinan la forma del cuerpo y los patrones de su piel, la piel sintética inteligente puede controlar simultáneamente su apariencia y su deformación, todo dentro de un único material blando».
Por qué este material inteligente es importante
El trabajo se inscribe en una tendencia creciente: la creación de materiales que no son estáticos, sino dinámicos y programables. En lugar de objetos pasivos, la ingeniería de materiales se orienta hacia sistemas capaces de adaptarse, responder e incluso comunicarse con su entorno.
Al imitar las estrategias de los cefalópodos, los científicos no solo buscan replicar un truco biológico fascinante, sino redefinir lo que puede ser un material. Como concluyen los autores, su plataforma ofrece “una base para sistemas de materia blanda de próxima generación con comportamientos reconfigurables y programables”.
Aún falta camino para que estas pieles sintéticas igualen la sofisticación de un pulpo real. Pero cada avance acerca un poco más a la ingeniería a ese ideal: materiales capaces de cambiar, adaptarse y transformarse con la misma naturalidad que un organismo vivo.▪️(6-febrero-2026)
Información facilitada por la Penn State
Fuente: Yang, H., Li, H., Zhang, J. et al. Halftone-encoded 4D printing of stimulus-reconfigurable binary domains for cephalopod-inspired synthetic smart skins. Nature Communications (2025). DOIO: https://doi.org/10.1038/s41467-025-65378-8
