Investigadores españoles celebran el éxito de una colaboración nacional con la publicación de un número especial en la revista 'Advanced Materials'
14.09.2026
- El Programa de Materiales Avanzados es una iniciativa estratégica que agrupa a siete comunidades autónomas españolas.
- Investigadores de IMDEA Nanociencia aportan cuatro estudios innovadores al número especial 'Advanced Materials in Spain'.
| Tweet |  |
Press release download |
Madrid, 14 de septiembre, 2026. El número especial "Advanced Materials in Spain" marca la culminación con éxito de una importante colaboración nacional entre varios equipos de investigación españoles, entre los que se incluyen los grupos de IMDEA Nanociencia. Los investigadores Nazario Martín, Francisco Guinea, Manuela Garnica, Emilio M. Pérez, José Sánchez Costa y David Écija han contribuido con sus artículos sobre el grafeno y otros materiales bidimensionales (2D). El número se ha publicado en la revista Advanced Materials, con María Jesús Vicent y Eugenio Coronado Miralles como editores invitados.
Este número especial surgió del Programa de Materiales Avanzados, una iniciativa estratégica que aúna a siete comunidades autónomas españolas: Aragón, Cataluña, Castilla y León, Comunidad Valenciana, Comunidad de Madrid, País Vasco y Castilla-La Mancha. El programa, coordinado en la Comunidad de Madrid por Nazario Martín, fomenta profundas sinergias de investigación, lo que permite a los centros regionales de excelencia poner en común sus conocimientos especializados, sus infraestructuras y su capacidad de innovación en el ámbito de los materiales avanzados.
Materiales Avanzados en IMDEA Nanociencia
Manuela Garnica y Miguel Ángel Valbuena, del IMDEA Nanociencia, firman un artículo del número especial de "Advanced Materials in Spain" en el que exploran las interacciones magnéticas en la superficie de los aislantes topológicos. Su trabajo demuestra cómo la deposición de una submonocapa de átomos de erbio (Er) sobre Bi₂Te₃, un aislante topológico prototípico, da lugar a una anisotropía magnética fuera del plano y a la ruptura de la simetría de inversión temporal. Mediante una combinación de microscopía de efecto túnel (STM), cálculos de primeros principios, fotoemisión de nivel central (XPS), fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES), dicroísmo circular magnético de rayos X (XMCD) y mapeo de interferencia de cuasipartículas (QPI), revelan la apertura de una brecha de Dirac, la deformación de la superficie de Fermi (de una geometría en forma de copo de nieve a una en forma de estrella de David) y patrones de dispersión modificados. Este control a escala atómica sobre los estados electrónicos topológicos supone un gran paso hacia la ingeniería de fases cuánticas exóticas, como el efecto Hall cuántico anómalo.
Nazario Martín y su grupo aportan un artículo en el que se describe un importante avance en la eficiencia y la durabilidad de las células solares de perovskita. Aunque las perovskitas pueden igualar la eficiencia del silicio tradicional a un coste mucho menor, su estabilidad a largo plazo ha frenado su uso comercial. Los investigadores desarrollaron una nueva familia de materiales denominados espirofenotiazinas para mejorar el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de la célula solar. Entre ellos, el derivado del fluoreno ofreció resultados excepcionales: las células solares que utilizaban este material alcanzaron una impresionante eficiencia del 25,8 % (25,2 % certificado), cercana al récord mundial. El equipo también fabricó un minimódulo más grande, de 25 cm², con una eficiencia del 22,1 %, un logro notable para dispositivos a mayor escala. Estas células mostraron una durabilidad excepcional, ya que resistieron más de 1 100 horas de exposición a la luz y conservaron el 95 % de su eficiencia tras 3 600 horas. Este avance acerca significativamente a los paneles solares de perovskita a su uso comercial en el mundo real.
La contribución de David Écija y su grupo al número especial "Advanced Materials in Spain" se centra en la síntesis selectiva y la transformación de estructuras orgánicas covalentes bidimensionales (2D) mediante estímulos térmicos. Los investigadores exploraron cómo construir y transformar estos materiales de un solo átomo de espesor directamente sobre superficies, un proceso que hasta ahora había resultado extremadamente complicado. Utilizando un precursor molecular especialmente diseñado, demostraron un método paso a paso para guiar la evolución química del material mediante calor. En primer lugar, las moléculas se unen entre sí formando cadenas unidimensionales que se autoensamblan en un patrón bidimensional ordenado. Al continuar con el calentamiento, estas estructuras se convierten en una red organometálica porosa y, a temperaturas aún más elevadas, en un COF bidimensional completamente formado. Un tratamiento térmico adicional transforma sus puentes químicos internos en nuevas estructuras anulares con propiedades electrónicas únicas. Esta transformación controlada y secuencial abre interesantes posibilidades para el diseño de materiales 2D a medida con funciones personalizables para tecnologías futuras.
Francisco Guinea y José Silva firman un artículo que analiza las fases nemáticas y parcialmente polarizadas en el grafeno romboédrico con un número variable de capas. El grafeno romboédrico multicapa se ha convertido recientemente en una plataforma versátil para explorar fuertes correlaciones electrónicas y fases cuánticas no convencionales. En su estudio, los investigadores han analizado el diagrama de fases para un número variable de capas, descubriendo que las fases con simetría de isospín rota, impulsadas por las interacciones entre electrones, son omnipresentes en la familia del grafeno romboédrico. La transición de un sistema bidimensional al volumen no es trivial, ya que se observan fases correlacionadas incluso con más de 20 capas de grafeno apiladas. Además, han explorado el efecto del sustrato, lo que da lugar a un diagrama de fases muy rico. Este estudio teórico ofrece nuevas perspectivas sobre el papel de las correlaciones y la ruptura de simetría en los sistemas grafíticos.
Una colaboración entre siete comunidades autónomas de España
Esta iniciativa nacional de mayor alcance ha sido posible gracias a la financiación del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, en el marco de NextGenerationEU, a través del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU). El Programa de Materiales Avanzados, gestionado conjuntamente con las siete comunidades autónomas participantes, ha movilizado más de 10,5 millones de euros para apoyar la fase de Madrid a través del proyecto «Materiales bidimensionales disruptivos» (MAD2D-CM), coordinado por el profesor Nazario Martín (Universidad Complutense de Madrid) y con la participación de IMDEA Nanociencia, IMDEA Materiales, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Politécnica de Madrid.
Entre los objetivos principales del proyecto se encontraban el diseño y la escalabilidad de materiales como el grafeno y otros sistemas bidimensionales, el desarrollo de materiales inteligentes y sensibles a estímulos, y la creación de dispositivos para el almacenamiento de energía, la detección de parámetros medioambientales y la comunicación.
A lo largo del programa, los participantes han generado más de 750 publicaciones científicas y han obtenido 16 patentes, lo que demuestra tanto avances fundamentales como un gran potencial de innovación. El programa también ha contribuido a la creación de AMatS, un congreso anual que ahora sirve de punto de encuentro para la comunidad española dedicada a la ciencia de los materiales, y cuya próxima edición tendrá lugar los días 24 y 25 de noviembre de 2025..
La finalización con éxito de este programa sienta las bases para futuras iniciativas de investigación a gran escala e integradas a nivel regional. El número especial de Advanced Materials es un testimonio del talento y la ambición colectivos que ha fomentado el "Programa de Materiales Avanzados".
Referencias
Beatriz Muñiz Cano, Fabián Calleja, Ji Dai, Massimo Tallarida, Vera Marinova, Alessandro Barla, Marc G. Cuxart, Pierluigi Gargiani, Gonzalo N. Molina, José Angel Silva-Guillén, Adriana I. Figueroa, Kevin García-Díez, Sergio O. Valenzuela, Aitor Mugarza, Amadeo L. Vázquez de Parga, Rodolfo Miranda, Francisco Guinea, Manuela Garnica, and Miguel A. Valbuena. “Microscopic Insights into Magnetic Warping and Time-Reversal Symmetry Breaking in Topological Surface States of Rare-Earth-Doped Bi2Te3.” Adv. Mater. 38, no. 51 (2026): e10877. https://doi.org/10.1002/adma.202510877
Enlace al Repositorio de IMDEA Nanociencia: https://hdl.handle.net/20.500.12614/4211
Javier Urieta-Mora, Seung Ju Choi, Jaeki Jeong, Silvia Orecchio, Inés García-Benito, Manuel Pérez-Escribano, Joaquín Calbo, Likai Zheng, Minseop Byun, Seyeong Song, Gi-Hwan Kim, Shaik M. Zakeeruddin, Seog-Young Yoon, Yimhyun Jo, Agustín Molina-Ontoria, Enrique Ortí, Nazario Martín, and Michael Grätzel. “Spiro-Phenothiazine Hole-Transporting Materials: Unlocking Stability and Scalability in Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. 38, no. 51 (2026): e05475. https://doi.org/10.1002/adma.202505475
Enlace al Repositorio de IMDEA Nanociencia: https://hdl.handle.net/20.500.12614/4064
Ana Barragán, Elena Pérez-Elvira, Diego J. Vicent, Marco Lozano, Diego Soler-Polo, Koen Lauwaet, José M. Gallego, Rodolfo Miranda, José I. Urgel, Pavel Jelínek, Nazario Martín, and David Écija. “Stepwise On-Surface Synthesis and Transformations of Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks by Controlled Thermal Stimuli.” Adv. Mater. 38, no. 51 (2026): 2506942. https://doi.org/10.1002/adma.202506942
Enlace al Repositorio de IMDEA Nanociencia: https://hdl.handle.net/20.500.12614/4054
Guillermo Parra-Martínez, Alejandro Jimeno-Pozo, Jose Angel Silva-Guillén, Francisco Guinea. "Nematic and partially polarized phases in rhombohedral graphene with varying number of layers: An extensive Hartree-Fock Study". Adv. Mater. 38, no. 51 (2026): e14008. https://doi.org/10.1002/adma.202514008
Enlace al Repositorio de IMDEA Nanociencia: https://hdl.handle.net/20.500.12614/4208
Contacto:
Prof. Nazario Martín
Nanocarbons and Organic Photovoltaics Group
https://nanociencia.imdea.org/nanocarbons-and-organic-photovoltaics/group-home
Dr. Manuela Garnica
Nanoscale Imaging of 2D Materials Group
https://nanociencia.imdea.org/nanoscale-imaging-of-2d-materials/group-home
Oficina de Divulgación y Comunicación en IMDEA Nanociencia
divulgacion.nanociencia [at]imdea.org
Fuente: IMDEA Nanociencia.
El Instituto IMDEA Nanociencia es un centro de investigación interdisciplinar en Madrid dedicado a la exploración de la nanociencia y el desarrollo de aplicaciones de la nanotecnología en relación con industrias innovadoras. IMDEA Nanociencia es un centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2017, máximo reconocimiento a la excelencia investigadora a nivel nacional.
Información relacionada: https://www.materialesavanzados.es/index_es.php