Validación Científica de Generación Eléctrica por Movimiento Celular Mediante Flexoelectricidad

La comunidad científica ha confirmado la generación de electricidad a partir de movimientos imperceptibles en las membranas de las células vivas, un fenómeno atribuido al mecanismo de la flexoelectricidad. Este hallazgo, detallado en un artículo publicado el 16 de diciembre de 2025 en la revista PNAS Nexus, establece un fundamento físico para comprender la comunicación e interacción celular a nivel molecular.

La investigación fue dirigida por Pradeep Sharma y sus colaboradores, quienes formularon un modelo matemático para describir este acoplamiento electromecánico. El estudio explica cómo las fluctuaciones constantes y energéticamente impulsadas de la membrana celular, catalizadas por procesos como la hidrólisis de ATP, originan efectos eléctricos medibles. Estas dinámicas moleculares activas imponen fuerzas mecánicas fluctuantes sobre la bicapa lipídica, lo cual constituye el núcleo del efecto flexoeléctrico: la deformación induce un voltaje transmembrana.

Los datos clave del modelo indican voltajes que pueden alcanzar hasta 90 milivoltios, una magnitud comparable a las variaciones de voltaje observadas durante la señalización neuronal. Estas fluctuaciones eléctricas se manifiestan en escalas de tiempo de milisegundos, lo que se alinea con las curvas típicas del potencial de acción neuronal. El equipo de investigación, que incluye a Pradeep Sharma, Liping Liu y Pratik Khandagale, con afiliaciones en la Universidad de Houston y Rutgers, estableció un marco teórico que relaciona las propiedades elásticas y dieléctricas de la membrana con la polaridad y la dirección del transporte iónico.

Una predicción central del modelo es que estas fluctuaciones activas de la membrana podrían ser el motor que impulsa el transporte de iones a través de la membrana, incluso en contra de sus gradientes electroquímicos. Esta capacidad de generar una fuerza que asiste el movimiento iónico representa un avance teórico significativo en la comprensión de los mecanismos de transporte. La relevancia de este descubrimiento en 2026 radica en que ofrece una explicación física subyacente a procesos biológicos fundamentales como la percepción sensorial y la activación neuronal, además de postular una base física para la recolección de energía dentro de las propias células.

La flexoelectricidad, ya identificada en otros contextos como la reparación ósea, ahora se establece como un principio operativo en sistemas biológicos activos. Los investigadores sugieren que el marco teórico podría extenderse a ensamblajes multicelulares para investigar fenómenos bioeléctricos colectivos a nivel de tejido. El análisis confirma una intersección crucial entre la biofísica y la biología celular, trascendiendo modelos puramente químicos o eléctricos de la función de membrana. La potencial aplicación de estos hallazgos se extiende a la ciencia de materiales, abriendo la puerta al desarrollo de materiales físicamente inteligentes que emulen las propiedades eléctricas celulares.