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El calor es una forma de energía omnipresente que, a diferencia de otras, resulta extremadamente difícil de almacenar debido a su tendencia natural a disiparse. Este rasgo, esencial para fenómenos como la llegada de la energía solar a la Tierra, supone también un desafío tecnológico clave. En lugar de tratar de confinarlo, un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), junto a personal del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), la Universitat de Barcelona y la Universidad de Zaragoza, propone una estrategia alternativa: aprovechar el calor allí donde se genera, controlando su flujo en tiempo real y utilizarlo en la fabricación de memorias térmicas.

En un trabajo recientemente publicado en Advanced Materials, los investigadores presentan un prototipo de memoria térmica, un dispositivo capaz de alternar entre distintos estados de conducción de calor mediante la aplicación de pequeños voltajes eléctricos. De forma análoga a los bits en la electrónica convencional, el sistema puede programarse para ofrecer un estado de alta conductividad térmica (“encendido”) o de baja conductividad (“apagado”), y mantener esa configuración incluso después de retirar el estímulo eléctrico.

El dispositivo se basa en películas ultrafinas —de apenas unos nanómetros de espesor— de un óxido de hafnio y circonio con propiedades ferroeléctricas. En este material, los investigadores han combinado dos fenómenos clave: por un lado, la polarización eléctrica característica de los ferroeléctricos, y por otro, la presencia de defectos atómicos conocidos como vacantes de oxígeno, que actúan como barreras para el transporte de calor. La interacción entre ambos permite regular de forma precisa la conductividad térmica del sistema.

El mecanismo que subyace a este comportamiento se basa en el control eléctrico del movimiento de estas vacantes. Dependiendo del voltaje aplicado, las vacantes se acumulan o se dispersan dentro del material, modificando la facilidad con la que el calor puede propagarse. Este proceso da lugar a un comportamiento histerético —similar al de los materiales ferroeléctricos— que permite definir dos estados térmicos estables y no volátiles.

Aunque se trata todavía de un avance fundamental, lejos de una aplicación tecnológica inmediata, el sistema presenta características prometedoras. Funciona con voltajes relativamente bajos y los estados térmicos generados muestran una notable estabilidad en el tiempo, manteniéndose durante días sin degradación apreciable. Entre las limitaciones actuales destaca la velocidad de conmutación, todavía lenta, lo que señala el camino para futuras mejoras.

Este trabajo abre una nueva vía en el control activo del calor en dispositivos sólidos, con posibles aplicaciones en la gestión térmica de sistemas electrónicos, la conversión de energía o el desarrollo de tecnologías basadas en el procesamiento de información mediante calor. En este contexto, el CiQUS cuenta con la acreditación como Centro de Investigación del Sistema Universitario de Galicia (CIGUS), otorgada por la Xunta de Galicia, y recibe financiación de la Unión Europea en el marco del Programa Galicia FEDER 2021-2027.

Referencia
D.Barneo, M.Royo, R.Ramos, et al. “The Coupling of Ferroelectric Polarization and Oxygen Vacancy Migration Enables Electrically Controlled Thermal Memories.” Advanced Materials (2026): e19670. https://doi.org/10.1002/adma.202519670

Martes, Julio 14, 2026 - 10:06