Investigadores de POLYMAT–UPV/EHU y de la Universidad de Zaragoza – INMA, entidades socias de AcroBioPLAST, han participado en un descubrimiento científico sin precedentes publicado recientemente en Nature Communications: la obtención y caracterización del primer polímero capaz de autoorganizarse en cinco tipos distintos de cristales. Este hito representa un salto cualitativo en la comprensión del autoensamblaje de materiales semicristalinos y abre nuevas vías para el diseño de polímeros avanzados con funcionalidades múltiples.
Un quintopolímero capaz de generar cinco fases cristalinas
El estudio se centra en un quintopolímero de pentabloque formado por PE, PEO, PCL, PLLA y PGA, cinco componentes semicristalinos ampliamente estudiados por su biocompatibilidad y potencial en aplicaciones médicas. El material muestra un comportamiento autoorganizativo excepcional: durante el enfriamiento, cada bloque cristaliza siguiendo una secuencia jerárquica perfectamente definida, dando lugar a esferulitas pentacristalinas.
Hasta la fecha, los sistemas poliméricos más complejos reportados presentaban un máximo de cuatro tipos de cristales. La demostración experimental de cinco fases cristalinas coexistentes establece un nuevo límite estructural y funcional en la ciencia de polímeros.
La investigación ha requerido el uso combinado de microscopía TEM, difracción de rayos X en sincrotrón, análisis térmico y técnicas avanzadas de caracterización. Destacan los estudios morfológicos realizados por el equipo del Prof. Víctor Sebastián (INMA–Universidad de Zaragoza) y el análisis espectroscópico y calorimétrico dirigido por el Prof. Alejandro J. Müller (POLYMAT–UPV/EHU), ambos grupos con una amplia trayectoria en la caracterización de materiales semicristalinos complejos.
Relevancia para materiales biomédicos y biopolímeros avanzados
La posibilidad de generar estructuras cristalinas múltiples y controladas en un solo material permite explorar nuevas propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y de biodegradabilidad con un nivel de precisión hasta ahora inalcanzable. Este logro tiene implicaciones directas en:
La complejidad estructural del quintopolímero y su capacidad de autoensamblaje jerárquico lo convierten en una plataforma ideal para la ingeniería de materiales a medida, un ámbito de especial interés para las líneas de investigación abordadas en AcroBioPLAST.
Un ejemplo del valor de la colaboración interregional fomentada por Interreg-POCTEFA
Este resultado evidencia la importancia de contar con equipos científicos complementarios y altamente especializados dentro del marco interregional de Interreg-POCTEFA. La colaboración entre los grupos de Aragón y el País Vasco ha sido decisiva para abordar la síntesis, caracterización y análisis de un sistema polimérico tan complejo.
La participación de socios del consorcio en una publicación de alto impacto como esta refuerza el papel de AcroBioPLAST como entorno de cooperación científica que impulsa avances fundamentales en materiales poliméricos con aplicaciones biomédicas.
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
Microscopía óptica de luz polarizada del quintopolímero pentabloque durante el calentamiento:
Micrografías PLOM durante el calentamiento sucesivo a 20 °C min⁻¹ a diferentes temperaturas: a) −20 °C, b) 100 °C, c) 140 °C, d) 170 °C, e) 200 °C y f) 210 °C. Los bloques semicristalinos presentes en cada temperatura se indican en la esquina superior derecha de cada imagen, tal como se determinó mediante medidas paralelas in situ de WAXS en sincrotrón siguiendo el mismo protocolo térmico (Fig. 5), y empleando el mismo código de colores utilizado en este trabajo. La imagen 5a muestra esferulitas pentacristalinas positivas con Cruces de Malta y patrones irregulares de extinción en bandas.