Materiales innovadores con sensado incorporado: desafíos científicos en HORIZON-CL4-2026-05-MAT-PROD-25

La convocatoria HORIZON-CL4-2026-05, que forma parte de Horizon Europe, abarca el topic HORIZON-CL4-2026-05-MAT-PROD-25, enfocado en «Nuevos o mejorados Materiales Avanzados Innovadores (IAM) con funcionalidad de sensado» bajo la modalidad RIA. La propuesta se encuentra en la intersección de la ciencia de materiales, dispositivos de sensado y sistemas inteligentes interconectados.

El objetivo de este topic es crear soluciones tecnológicas fundamentadas en materiales avanzados que ofrezcan funcionalidad de sensado mejorada, con un menor impacto energético y ambiental, y potencial para reforzar las cadenas de valor europeas en componentes de sensórica. Se busca fomentar la adopción generalizada de soluciones económicas en áreas como la monitorización ambiental, la seguridad industrial y aplicaciones de sensado inteligente, incluyendo la monitorización de la salud.

Para los equipos de investigación, el enfoque se desplaza hacia la integración de funciones de detección directamente en el material, superando la noción tradicional del sensor como un elemento añadido posteriormente.

Superficies multifuncionales habilitadas por materiales avanzados

El topic establece un primer eje científico centrado en superficies multifuncionales que puedan detectar y reaccionar a cambios en el entorno. Estas superficies deben ser sensibles a parámetros como temperatura, pH, humedad, contaminantes microbiológicos o químicos, y concentración de especies en aire, gases o líquidos, transformando dichos estímulos en señales medibles.

Desde la óptica de la investigación de frontera, el desafío radica en diseñar materiales con alta sensibilidad y selectividad, evitando interferencias cruzadas en entornos complejos. En matrices naturales o industriales, la presencia simultánea de múltiples especies químicas y variaciones físicas requiere arquitecturas de material que discriminen señales con precisión.

La transducción de la señal representa otro ámbito de trabajo. Se necesitan mecanismos ópticos, eléctricos, electroquímicos o mecánicos integrados en superficies delgadas y estables, con tiempos de respuesta breves y comportamiento reproducible. La estabilidad a largo plazo y la resistencia a la degradación ambiental añaden una dimensión adicional al diseño.

El texto del topic también menciona la necesidad de coste-efectividad y durabilidad, lo que implica investigar la compatibilidad con procesos industriales y la escalabilidad. La referencia a enfoques bio-inspirados abre líneas en estructuras jerárquicas, funcionalización selectiva y arquitecturas que imitan sistemas biológicos altamente eficientes en la detección de estímulos.

Miniaturización e integración en sistemas inteligentes

El segundo eje del topic se enfoca en demostradores de sensores basados en IAM que permitan la miniaturización y la integración en sistemas de aplicación, incluidos dispositivos IoT portátiles y wearables ligeros. La investigación no se limita a la síntesis del material, sino que debe traducirse en dispositivos funcionales que sean integrables.

La compatibilidad con tecnología de silicio y plataformas microelectrónicas es un requisito técnico fundamental. Los procesos de integración y encapsulado deben conservar las propiedades del material avanzado y permitir una producción reproducible. Esto requiere colaboración entre expertos en materiales, microfabricación y electrónica.

La operación en condiciones reales demanda bajo consumo energético, límites de detección reducidos, alto rango dinámico y una adecuada relación señal-ruido. En aplicaciones vestibles, la flexibilidad mecánica, la biocompatibilidad y la estabilidad frente a sudor, movimientos o impactos son parte de los requisitos de diseño. Además, la deriva en campo y la necesidad de calibración continua presentan retos experimentales y algorítmicos.

Convergencia con inteligencia artificial y edge computing

Aunque el núcleo del topic se centra en materiales y sensores, su contexto en el Cluster 4 refuerza la convergencia con inteligencia artificial, IoT y arquitecturas cloud-to-edge. Los sensores basados en IAM alimentarán sistemas que requieren análisis avanzado de señal, inferencia en tiempo real y toma de decisiones distribuida.

En este contexto, la investigación puede abordar modelos físico-informados que interpreten respuestas complejas del material, algoritmos de auto-calibración y compensación del envejecimiento, así como esquemas de fusión de datos provenientes de múltiples sensores. La implementación de IA en el edge, con recursos limitados, introduce restricciones adicionales que afectan el diseño del propio material y del sistema de adquisición.

La interoperabilidad y la trazabilidad de datos desde el nivel de material hasta la plataforma digital son parte del enfoque sistémico que promueve el Programa de Trabajo. Esto abre líneas de investigación en metrología, modelado multi-escala y estandarización de interfaces.

Organización científica y expectativas de impacto

El topic solicita integrar la cadena de valor e incorporar tecnologías de fabricación relevantes para acercar los dispositivos al mercado. En términos prácticos, esto implica consorcios donde grupos de síntesis de materiales, especialistas en caracterización, expertos en microfabricación, ingeniería electrónica y análisis de datos colaboren con socios de aplicación desde la definición de requisitos.

Las propuestas deben vincular objetivos científicos con métricas técnicas concretas: mejora en sensibilidad, reducción de consumo energético, incremento de durabilidad o disminución de costes. Además, se espera que los resultados contribuyan a consolidar cadenas de valor europeas en sensórica avanzada basada en IAM y a su adopción en aplicaciones ambientales, industriales y de salud.

Para investigadores e investigadoras, el diseño del proyecto requiere articular hipótesis científicas sólidas con demostradores verificables en entornos operativos, alineando avances en materiales con la arquitectura del dispositivo y sistemas inteligentes.

El topic HORIZON-CL4-2026-05-MAT-PROD-25 ofrece un marco para abordar investigación de frontera en materiales con funcionalidad de sensado integrada y su convergencia con IA y sistemas conectados. Las propuestas competitivas deberán combinar diseño avanzado de materiales, integración en dispositivos miniaturizados y validación en aplicaciones reales, contribuyendo al desarrollo de cadenas de valor europeas en sensórica avanzada. Si deseas que avancemos en tu propuesta, contacta con nosotros.

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