Tres estudios de investigación recientes presentan líneas divergentes para ampliar el concepto de los semiconductores más allá de las estructuras tradicionales: circuitos de colonias bacterianas capaces de ejecutar operaciones lógicas, un dispositivo basado en materiales antiferromagnéticos que retiene las entradas recientes y olvida las más antiguas, y un material de óxido de alta entropía que combina propiedades semiconductoras con una conductividad térmica muy baja. Estos resultados se publicaron en investigaciones independientes y fueron reseñados por el sitio Semiconductor Engineering el 25 de agosto de 2026.
Bacterias que ejecutan operaciones lógicas
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron diseñar la bacteria Pantoea agglomerans para que funcionara como transistores en circuitos destinados a la monitorización ambiental. El equipo diseñó dos tipos de transistores: uno se activa mediante la molécula OC-6, mientras que el otro se apaga en presencia de la misma molécula. En ambos casos, el transistor detecta una molécula objetivo, OC-12, y luego produce una molécula de salida denominada OHC-14.
Los investigadores utilizaron tres cepas bacterianas para traducir la señal de OHC-14 en una salida que pudiera transmitirse a otro transistor. Las colonias bacterianas se imprimieron en placas que contenían agar, dejando una distancia aproximada de 5 milímetros entre las colonias para que las señales pasaran a la colonia más cercana y después a la siguiente en una sola dirección.
Los experimentos demostraron la ejecución de puertas lógicas de múltiples entradas, «OR» y «implicación», y los transistores se combinaron para construir circuitos destinados a sumar dos señales, procesar señales múltiples y realizar la demultiplexación. El circuito más grande contenía 24 colonias bacterianas. Sin embargo, cada operación de cálculo tarda aproximadamente ocho horas, un tiempo que los investigadores consideraron adecuado para aplicaciones biológicas, pero no para sustituir a los ordenadores tradicionales. El equipo espera utilizar estos circuitos en las hojas o raíces de las plantas para monitorizar las presiones ambientales y responder a ellas.
El olvido como función computacional
En Corea del Sur, investigadores de la Universidad Nacional de Seúl y de la Universidad Sungkyunkwan desarrollaron un dispositivo semiconductor basado en un material antiferromagnético, capaz de retener automáticamente las entradas recientes y olvidar la información más antigua. El dispositivo de dos terminales combina dióxido de circonio con óxido amorfo de indio, galio y zinc (a-IGZO).
La mejora de la composición del a-IGZO produjo diferencias claras en la corriente incluso con cambios limitados en el estado del dispositivo, y alcanzó una relación de encendido-apagado cercana a 890. También distinguió 16 combinaciones diferentes de entradas de 4 bits y alcanzó una precisión del 90,4 % en el reconocimiento de dígitos escritos a mano, reduciendo los datos de entrada en un 75 %.
¿Qué cambia en la práctica? En lugar de considerar un defecto el retorno del material a su estado original después de retirar el voltaje, los investigadores lo utilizaron como un mecanismo de «olvido» útil para el procesamiento de datos de series temporales. El equipo afirma que el dispositivo integra la conversión no lineal, la memoria a corto plazo y la inicialización natural en un solo componente, pero todavía planea reducir el área del dispositivo y validar los circuitos a nivel de matriz antes de ampliarlo a un sistema de inteligencia artificial en el extremo para señales de audio, biológicas y ambientales.
Mezclar múltiples elementos para crear un nuevo material
Por su parte, investigadores de la Universidad Carnegie Mellon y de la Universidad Estatal de Pensilvania transformaron un óxido metálico aislante en un semiconductor mediante una mezcla de alta entropía. El material A₆WO₄ se basa en introducir manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre y zinc en una estructura de óxido de wolframio, dentro de una única estructura cristalina conocida como wolframita.
El material combina el transporte semiconductor con una conductividad térmica extremadamente baja, dos propiedades que, según los investigadores, normalmente son difíciles de reunir en los óxidos. La importancia del resultado radica en que el desorden químico no se utilizó de forma aleatoria, sino como un medio para ajustar simultáneamente las propiedades electrónicas y térmicas. El equipo considera que esto podría abrir el camino a materiales para dispositivos termoeléctricos capaces de convertir el calor residual en electricidad, aunque este uso sigue estando en el ámbito de las posibilidades de investigación que requieren un desarrollo adicional.