La clorofila que captura la luz solar en las hojas de los árboles y la hemoglobina que transporta oxígeno en la sangre comparten una estructura molecular llamada porfirina. Durante millones de años, la evolución la refinó hasta convertirla en uno de los sistemas más eficientes para gestionar energía en la naturaleza. Un equipo de investigadores de la Universidad de Turku, en Finlandia, decidió robarle ese diseño a la biología y convertirlo en un material que hace algo que ningún vidrio convencional puede hacer: oscurecerse cuando recibe sol, almacenar parte de esa energía y mantener el color sin consumir electricidad.
Un material que hace dos cosas a la vez — y las hace bien
El desarrollo se centra en membranas poliméricas ultrafinas que funcionan simultáneamente como supercondensadores electrocrómicos. La palabra «electrocrómico» describe materiales que cambian de color cuando se les aplica una señal eléctrica. La palabra «supercondensador» describe un sistema que almacena energía eléctrica de forma rápida y con alta vida útil. Combinar ambas funciones en una sola capa de material —sin necesitar dos componentes separados— es el avance central del estudio.
Los investigadores construyeron las membranas con dos enfoques distintos: uno combinaba las porfirinas con materiales conductores y el otro usaba moléculas puente para crear una estructura polimérica más simple. Probaron tres variantes: una basada en níquel, otra en zinc y una tercera sin metal incorporado. La versión de níquel fue la más llamativa: puede alternar entre tres estados visuales distintos —negro, naranja y verde— mientras las otras variantes cambian entre dos estados.
Menos de dos segundos y no necesita electricidad para mantener el color
La velocidad de respuesta es uno de los puntos fuertes del material. Todos los materiales desarrollados cambian de color en menos de dos segundos tras recibir la señal eléctrica. Pero el dato más relevante para aplicaciones arquitectónicas es lo que ocurre después: el material mantiene su estado visual incluso después de desconectar la alimentación eléctrica.
Tal como reporta EcoInventos en su cobertura del estudio, eso reduce drásticamente el consumo energético asociado al mantenimiento del oscurecimiento. Una ventana inteligente convencional necesita mantener un voltaje constante para permanecer oscurecida; este material no. Puede oscurecerse en el pico de calor del mediodía y permanecer así durante horas sin consumir nada. Para edificios en climas cálidos —donde la refrigeración representa una fracción importante del consumo eléctrico— esa diferencia es significativa.
El electrolito acuoso: más seguro y más sostenible
Otro elemento relevante del diseño es la elección del electrolito. Muchos sistemas de almacenamiento energético usan compuestos orgánicos inflamables o sustancias complejas que requieren medidas de seguridad adicionales. El equipo de Turku optó por un electrolito basado en agua —más seguro, más fácil de manipular y más alineado con los requisitos de economía circular que la regulación europea está impulsando para materiales de construcción.
Más allá de los edificios: ropa inteligente, sensores y aeronáutica
La flexibilidad de estas membranas abre aplicaciones mucho más allá de las ventanas. Los investigadores señalan el potencial en automoción —donde ya existen superficies electrocrómicas en retrovisores y techos panorámicos— y en la industria aeroespacial. También apuntan a electrónica flexible, tejidos inteligentes y sensores visuales: un sensor químico podría cambiar de color cuando detectara gases contaminantes o marcadores biológicos, convirtiendo el cambio visual en una señal de alerta sin necesitar dispositivos de lectura complejos.
La capacidad de integrarse sobre superficies curvas, textiles o dispositivos portátiles es lo que distingue a estos materiales de los sistemas electrocrómicos rígidos ya existentes en el mercado. El estudio está publicado con el título «Porphyrin based electroactive copolymers, from electropolymerization to energy and environmental applications» en una revista científica especializada. Todavía está en fase de laboratorio, pero el camino hacia aplicaciones reales está trazado.
