Un consorcio internacional co-liderado por Polymat-EHU demuestra el autoensamblaje más complejo observado hasta la fecha en polímeros semicristalinos

Cinco estructuras cristalinas distintas se autoensamblan por primera vez en un único polímero

24/11/2025

Un equipo internacional, co-liderado por el Profesor de Investigación Ikerbasque Alejandro J. Müller (Polymat–Universidad del País Vasco EHU) y el profesor Nikos Hadjichristidis (Kaust, Arabia Saudí), ha demostrado que un polímero formado por cinco bloques distintos y potencialmente cristalizables es capaz de autoorganizarse formando una estructura interna sin precedentes. En el estudio, publicado en Nature Communications, han tenido un papel destacado Eider Matxinandiarena, primera autora del artículo, y Ricardo A. Pérez-Camargo, ambos investigadores en Polymat-EHU.

El material investigado es un quintopolímero, tiene cinco bloques, compuestos por: polietileno (PE), poli(óxido de etileno) (PEO), poli(ε-caprolactona) (PCL), poli(L-lactida) (PLLA) y poliglicolida (PGA). Todos ellos son biocompatibles y tres de ellos (PCL, PLLA, PGA) biodegradables. Al integrar estos cinco bloques en una misma esferulita, es posible lograr múltiples funciones de manera controlada.

Ricardo A. Pérez-Camargo, Eider Matxinandiarena y Alejandro J. Müller. Foto: Polymat,

Sus aplicaciones potenciales incluyen la creación de nuevos materiales para:

Medicina regenerativa. Diseñar estructuras para ingeniería de tejidos que se degraden por etapas, proporcionando primero soporte mecánico y después fases más blandas que favorecen la regeneración.
Liberación controlada de fármacos. Crear sistemas donde cada bloque actúe como un compartimento con distinta velocidad de descomposición, permitiendo liberar medicamentos en momentos específicos.
Tecnologías avanzadas. Desarrollar materiales con propiedades mecánicas, térmicas u ópticas ajustables gracias al control jerárquico de su estructura.

El trabajo ha sido publicado en una de las revistas científicas más prestigiosas del mundo gracias a su rigor y a la precisión con la que se ha podido medir la formación de los cristales. Para ello se emplearon técnicas avanzadas de caracterización disponibles en los laboratorios de la EHU, en el sincrotrón ALBA y en la Universidad de Zaragoza, ya que los cristales que se forman son aproximadamente un millón de veces más pequeños que los de un copo de nieve. De esta forma, el equipo determinó que la cristalización ocurre de manera secuencial y jerárquica: PGA → PLLA → PE → PCL → PEO

Cada bloque cristaliza sobre la estructura generada por el anterior, construyendo el material por capas. Ese control jerárquico permite modular no solo qué parte se cristaliza, sino cómo, cuándo y dónde, una estrategia clave para diseñar materiales con propiedades funcionales avanzadas.

Las esferulitas presentan el patrón óptico característico de una cruz de Malta positiva, lo que indica que las cadenas poliméricas se orientan del centro hacia el exterior, como los radios de una rueda. Esta organización radial asegura que todas las fases mantengan continuidad entre sí, pese a ser químicamente diferentes.

Una colaboración internacional estratégica

Este trabajo forma parte de varias colaboraciones científicas internacionales, entre ellas el proyecto europeo POCTEFA AcroBioPlast, centrado en nuevos biopolímeros para aplicaciones biomédicas (poctefa-acrobioplast.com).

Referencia

Matxinandiarena, E.; Pérez-Camargo, R. A.; Sebastián, V.; Zhang, P.; Ladelta, V.; Hadjichristidis, N.; Müller, A. J. (2025). Can five chemically different lamellar crystals self-assemble in a single spherulite? Nature Communications, 16, 9873. https://doi.org/10.1038/s41467-025-64845-6

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