Recreación digital de recurso
Un equipo científico internacional logra observar cómo se organizan los electrones átomo a átomo en el interior de los materiales.
Por A. Lagar | 11 de agosto de 2026
¿Por qué es tan difícil saber qué pasa dentro de un material?
Hasta la fecha, para entender por qué un material conduce la corriente eléctrica, se pega a un imán o aguanta el calor, la ciencia tenía que conformarse con una imagen de trazo grueso.
Las herramientas disponibles, como los rayos X tradicionales, ofrecían una panorámica general de la estructura.
Sin embargo, no podían bajar al detalle de qué hace cada electrón en su sitio.
Imagina que quieres saber cómo funciona una ciudad entera mirando solo una foto satelital nocturna.
Ves luz, pero no sabes qué ocurre dentro de cada casa.
Eso es lo que le pasaba a la física de materiales.
Un equipo internacional liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) ha cambiado este escenario.
En un trabajo publicado en Nature Materials, han presentado una metodología que permite analizar las propiedades electrónicas punto por punto, llegando al nivel del átomo individual.
Como apunta Jaume Gàzquez, investigador del ICMAB-CSIC, la herramienta permite abrir esa caja que hasta ahora permanecía cerrada para estudiar fenómenos invisibles.
¿Cómo funciona esta tecnología de microscopía avanzada?
Para entender el avance hay que derribar un mito: los electrones no son pequeñas esferas girando alrededor de un núcleo como si fueran planetas alrededor del Sol.
En la realidad de la física cuántica, se distribuyen en nubes espaciales denominadas orbitales.
Saber qué zonas de esa nube están ocupadas determina el comportamiento del material.
El procedimiento desarrollado utiliza microscopios electrónicos avanzados que ya están presentes en muchos centros de investigación. El proceso se resume en varios pasos:
- Disparo de alta precisión: Se proyecta un haz fino de electrones directamente sobre la muestra del material.
- Medición de interacciones: Se analiza cómo reacciona ese haz al chocar con los electrones de la propia muestra.
- Mapeo angular: El sistema mide la respuesta desde distintos ángulos, reconstruyendo la distribución espacial exacta.
- Escaneo localizado: En lugar de tomar una foto global, la herramienta escanea la muestra punto por punto, tanto en la superficie como en las capas profundas.
¿En qué tipo de materiales se ha probado este método?
Para demostrar que el sistema funciona, el grupo de investigación utilizó un óxido de manganeso.
Este tipo de compuesto es perfecto para las pruebas laboratorio porque reacciona con facilidad a los cambios mecánicos y presenta propiedades eléctricas y magnéticas muy marcadas.
Durante los ensayos, el equipo observó algo que las técnicas del pasado no podían captar.
Cuando el material se comprime ligeramente, la nube de electrones dentro de los átomos cambia de forma.
Si el material se estira, la distribución se modifica hacia la dirección contraria.
Esos pequeños reordenamientos microscópicos son los que determinan si el material conduce la electricidad o se comporta como un aislante.
Un trabajo en red para analizar los defectos de la materia
Este desarrollo no ha sido el trabajo de un solo laboratorio.
El ICMAB-CSIC ha coordinado una red internacional en la que participan la Universidad de la Academia China de Ciencias, la Universidad de Uppsala en Suecia, y tanto la Universidad de Washington como el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en Estados Unidos.
El gran valor práctico de este método radica en el estudio de interfaces y defectos.
Cuando dos materiales diferentes se unen, o cuando una estructura presenta una imperfección en su red, surgen comportamientos extraños que no existen en el resto de la pieza.
Poder analizar esos puntos ciegos permitirá diseñar mejores componentes para chips, baterías o sistemas de almacenamiento de datos.
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