Los pulpos pueden cambiar rápidamente tanto el color como la textura de su piel
Investigadores de Stanford han desarrollado un material flexible que puede cambiar rápidamente la textura de su superficie y sus colores, ofreciendo posibles aplicaciones en camuflaje, arte, robótica e incluso bioingeniería a nanoescala.
Los pulpos y las sepias son maestros del camuflaje. Muchas especies pueden cambiar rápidamente tanto el color como la textura de su piel, una capacidad que los científicos llevan mucho tiempo intentando replicar con materiales sintéticos.
En un artículo científico, investigadores de Stanford han dado un paso significativo hacia ese objetivo con un nuevo material flexible que puede hincharse en diferentes texturas y colores en cuestión de segundos, creando patrones con resoluciones más finas que un cabello humano.
"Las texturas son cruciales para la forma en que experimentamos los objetos, tanto en cómo se ven como en cómo se sienten", dijo Siddharth Doshi, estudiante de doctorado en ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Stanford y primer autor del artículo. "Estos animales pueden cambiar físicamente sus cuerpos a una escala cercana a la micra, y ahora podemos controlar dinámicamente la topografía de un material (y las propiedades visuales asociadas a él) a esta misma escala".
El trabajo podría conducir a un camuflaje dinámico más efectivo, tanto para humanos como para sistemas robóticos, y potencialmente ayudar a crear pantallas flexibles que cambien de color para tecnologías portátiles. También abre nuevas oportunidades en el campo de la nanofotónica, que utiliza la manipulación precisa de la luz y la óptica para lograr avances en electrónica, encriptación, biología y otras áreas.
"Simplemente no existe ningún otro sistema que sea tan blando y expandible, y que se pueda modelar a escala nanométrica", afirmó Nicholas Melosh, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y autor principal del artículo. "Se pueden imaginar todo tipo de diferentes aplicaciones".
Imagen: Lapso de tiempo de la evolución de los patrones de color en una muestra de piel fotónica blanda. Crédito: Siddharth Doshi. Crédito: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09948-2
Patrones precisos y reversibles
Para crear texturas dinámicas en un material flexible, los investigadores combinaron una técnica de modelado llamada litografía por haz de electrones, comúnmente utilizada en la fabricación avanzada de semiconductores, con una película de polímero que se expande al absorber agua. Al disparar un haz de electrones a la película, pudieron ajustar cuánto se hincharían determinadas áreas del material, creando detallados patrones que solo se revelaban cuando la película estaba húmeda.
El descubrimiento de que un haz de electrones podía cambiar la absorbencia del polímero y crear patrones de diferentes colores y texturas fue inicialmente una sorpresa. En un proyecto anterior, Doshi había utilizado un microscopio electrónico de barrido (que utiliza un haz de electrones enfocado para crear una imagen de alta resolución) para examinar nanoestructuras que el equipo había creado sobre una película de polímero.
"Nos dimos cuenta de que podíamos usar estos haces de electrones para controlar la topografía a escalas muy finas", dijo Doshi. "Fue una auténtica casualidad".
Imagen derecha: Patrones espaciales del grado de hinchamiento para el control de topografías superficiales complejas. Crédito: Siddharth Doshi. Crédito: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09948-2
El patrón del haz de electrones es tan preciso que el equipo logró crear una réplica a nanoescala de la formación rocosa El Capitán del Parque Nacional de Yosemite. Una vez seca, la película es perfectamente plana, pero al añadir agua, la forma del monolito se eleva desde la superficie.
También crearon texturas a escala fina que modifican la dispersión de la luz según la cantidad de agua añadida a la película. Esto permitió a los investigadores crear acabados superficiales que van del brillante al mate, produciendo una apariencia más realista que la que ofrecen actualmente las pantallas de teléfonos inteligentes o computadoras. Todas las películas vuelven fácilmente a su estado plano añadiendo un disolvente similar al alcohol para eliminar el agua.
El equipo demostró que la misma técnica se puede utilizar para diseñar y revelar patrones de colores complejos y conmutables. Los investigadores colocaron delgadas capas metálicas en cada lado de la película de polímero estampada para crear resonadores Fabry-Pérot, que aíslan longitudes de onda de luz específicas en función de la distancia entre las capas metálicas. A medida que las películas de polímero se expanden hasta alcanzar diferentes anchos, muestran una variedad de colores. Con el mismo patrón de haz de electrones y la mezcla adecuada de agua y disolvente, la lámina monocromática se convierte en un aluvión de manchas y borrones de colores.
"Al controlar dinámicamente el espesor y la topografía de una película de polímero, se puede lograr una gran variedad de hermosos colores y texturas", dijo Mark Brongersma, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y autor principal del artículo. "La introducción de materiales blandos que pueden expandirse, contraerse y alterar su forma abre un abanico de herramientas completamente nuevo en el mundo de la óptica para manipular la apariencia de las cosas".
Imagen: Control dinámico e independiente sobre la textura y el color con dispositivos multicapa. Crédito: Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09948-2
Posibilidades dinámicas
Al combinar diferentes películas en un dispositivo multicapa, los investigadores lograron manipular independientemente el color y la textura al mismo tiempo, camuflándose con un patrón de fondo casi con la misma destreza que un pulpo (aunque con cierta prueba y error).
Actualmente, para lograr que las películas coincidan con precisión con un patrón de fondo, los investigadores deben ajustar manualmente la combinación de agua y solvente para obtener la topografía y los colores correctos. En el futuro, el equipo espera integrar un sistema de visión por computadora, que podría ajustar automáticamente el nivel de hinchazón para que las películas se mezclen con una variedad de fondos.
"Queremos poder controlar esto con redes neuronales (básicamente, un sistema basado en IA) que pueda comparar la piel y su fondo y luego modularla automáticamente para que coincida en tiempo real, sin intervención humana", dijo Doshi.
Los investigadores también están interesados en aplicaciones más allá del camuflaje visual. Por ejemplo, cambios finos en la textura podrían utilizarse para aumentar o disminuir la fricción, lo que podría ayudar a determinar si un pequeño robot se adherirá a una superficie o se deslizará sobre ella. Las estructuras a nanoescala pueden cambiar la respuesta celular, por lo que estas técnicas también podrían tener aplicaciones en la bioingeniería. Incluso están trabajando con artistas de Stanford para crear una exposición que utiliza estos materiales como medio artístico.
"Finalmente es posible realizar pequeños cambios en las propiedades de materiales blandos a distancias micrométricas, lo que abrirá un sinfín de posibilidades", afirmó Melosh. "Creo que se avecinan muchas cosas emocionantes".
Los hallazgos se han publicado en Nature: Soft photonic skins with dynamic texture and colour control
