Gabriel Lozano logra un hito en el desarrollo de nuevos materiales para crear baterías de luz eficientes y sostenibles
Los materiales con luminiscencia persistente (PersL) son capaces de almacenar energía óptica en defectos estructurales y generar luz mucho después de que desaparezca la fuente de excitación, lo que los convierte en baterías de luz. Son, por ejemplo, los que se utilizan para las señales de emergencia, que se iluminan en la oscuridad; o los que se emplean para los adhesivos fluorescentes que se colocan en paredes y techo a modo de decoración. Gabriel Lozano –Beca Leonardo 2023 en Física– y su equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (CSIC) han desarrollado un sistema para caracterizar materiales luminiscentes, logrando “acceder directamente a los tiempos característicos que determinan con precisión la dinámica de emisión de luz”, explica el investigador.
26 febrero, 2026
El estudio en el que dan cuenta de este sistema ha sido recientemente el tema de portada de la revista Advanced Optical Materials y ha dado lugar a la presentación de una patente para proteger el método creado. Y es que, como explica Lozano, “la búsqueda de nuevos materiales capaces de aumentar las funcionalidades de las fuentes de luz que empleamos es clave para el desarrollo de soluciones inteligentes, energéticamente eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Esto es particularmente relevante en ámbitos como las telecomunicaciones, la seguridad o el cuidado de la salud, pues los materiales luminiscentes se emplean en tintas de seguridad contra falsificaciones o en sensores ópticos de temperatura”.
¿Cuál es la base física de este fenómeno? “Los materiales que presentan luminiscencia persistente (PersL) están basados en matrices cristalinas dopadas con cationes de tierras raras o metales de transición y son capaces de almacenar energía óptica en defectos estructurales que actúan como trampas y emitir luz mucho tiempo después de que desaparezca la excitación, brillando en la oscuridad”, explica el investigador. “Estas baterías de luz permiten introducir el tiempo como elemento de diseño adicional en el desarrollo de nuevos sistemas emisores de luz” y su potencial es prometedor, añade Lozano: “A escala nanométrica podrían actuar como nanosondas para obtener imágenes de órganos dentro del cuerpo sin necesidad de irradiar continuamente al paciente”.
El análisis tradicional de la luminiscencia se ha basado en medir cómo decae la luz con el tiempo. “Este tipo de técnicas son más sencillas de implementar, pero también más limitadas cuando los procesos físicos que provocan la luminiscencia ocurren simultáneamente a distintas velocidades. Nuestra técnica consiste en excitar el material fotoluminiscente con una luz cuya intensidad oscila a diferentes frecuencias y analizar cómo responde su emisión. Al recorrer un amplio rango de frecuencias, obtenemos una especie de huella digital del material en una sola medida, lo que nos permite acceder de forma directa y cuantificar los procesos que gobiernan la emisión de luz sin necesidad de hacer un postprocesado complejo de las medidas”.
Un avance hacia el desarrollo de nuevos materiales más eficientes
Este sistema, desarrollado en el contexto del proyecto Leonardo que Gabriel Lozano inició en 2023, proporciona en cambio un rango de información más amplio y profundo: “El enfoque tradicional evalúa cuánto tiempo dura la emisión tras la carga, algo muy útil desde el punto de vista práctico, pero muy dependiente de factores externos como la cantidad de muestra o las condiciones experimentales de iluminación y detección. En cambio, el método en frecuencia –FARO– permite acceder a propiedades intrínsecas del material, como su eficiencia de carga, una magnitud clave que hasta ahora era difícil de medir de forma directa. Además, permite observar simultáneamente procesos muy rápidos y muy lentos, algo complicado con las técnicas convencionales”.
Este nuevo conocimiento se perfila como el punto de partida para modificar por completo el diseño de nuevos materiales persistentes, que en la actualidad se basa “en gran medida en el ensayo y error. Aunque sabemos que algunos funcionan mejor que otros, faltan herramientas que permitan medir su rendimiento de forma objetiva y así entender los mecanismos que marcan realmente la diferencia”, expone Lozano. En cambio, esta nueva metodología “permite distinguir de forma absoluta entre materiales más eficientes y menos eficientes; y aporta información directa sobre los procesos internos que determinan su comportamiento. Con estas dos claves, medida absoluta y comprensión mecanística, se abre la puerta a un diseño racional de nuevos materiales más brillantes, eficientes y adaptados a aplicaciones específicas”.
Quien fuera, en su día, Premio Investigador Novel en Física Experimental de la Real Sociedad Española de Física y la Fundación BBVA por sus estudios en optoelectrónica no oculta su sorpresa por el hecho de que “ya estamos viendo resultados prácticos de este nuevo proyecto, pues el análisis en frecuencia ha permitido estudiar cómo interactúan los efectos térmicos dentro de estos materiales. A medio y largo plazo, el mayor reto será generar bases de datos amplias que relacionen propiedades físico-químicas con la eficiencia de persistencia. Disponer de este mapa permitirá identificar patrones y acelerar el descubrimiento de nuevos materiales para aplicaciones en bioimagen, sensores ópticos o dispositivos fotónicos avanzados”.