Sono un ragioniere e sono molto interessato alla scienza. Ecco perché guardo spesso programmi TV sulla tecnologia. Qualche settimana fa, ho visto il Prof. Lluis Torner, direttore dell'ICFO, spiegare che uno smartphone utilizza tecnologie che hanno guadagnato più di 20 premi Nobel relazionati con la fotonica, che sono alla base di fotocamere, sensori, schermi tattili, così come della tecnologia utilizzata per produrre microcircuiti e molti dei loro componenti e per rendere possibile Internet. Chi avrebbe mai immaginato di avere così tanta fotonica in tasca!

Sono un’insegnante di fisica delle scuole superiori e per motivare i miei studenti cerco sempre di collegare i concetti che spiego con le cose della vita di tutti i giorni.

La pandemia di Sars-CoV-2 mi ha reso facile spiegare la radiazione infrarossa, poiché in molti luoghi troviamo dispositivi che misurano la temperatura in modo rapido e a distanza. Questi termometri sono sensori di fotoni che catturano la radiazione infrarossa emessa dal nostro corpo. La luce ultravioletta UVC invece può essere utile per disinfettare, perché può distruggere eventuali agenti patogeni.

Vivendo in un paesino di montagna con pochi negozi, di solito compro tutto ciò di cui ho bisogno online. Tuttavia, ci sono molte persone in paese, compresa mia nonna, che preferiscono passare più di un'ora in macchina fino alla città più vicina piuttosto che lasciare i propri dati su Internet, perché hanno paura degli attacchi informatici.

Sebbene questo sia un grave pericolo, non sono preoccupata, perché ho letto che ci sono anche molte persone che stanno studiando nuovi modi per migliorare la sicurezza delle nostre comunicazioni, e sembra che le tecniche più promettenti abbiano a che fare con le proprietà esotiche della fisica quantistica!

Per un esame del sangue, di solito dobbiamo andare in un ambulatorio dove riempiono diverse provette con il nostro sangue e dobbiamo aspettare alcuni giorni per i risultati. Grazie all'efficace interazione tra fotoni e nanoparticelle d'oro, possiamo ridurre un laboratorio di analisi del sangue a un chip di pochi centimetri che ci permette di ottenere i risultati in soli 10 minuti da una singola goccia di sangue.

Questa tecnologia sviluppata da Droplite (una società spin-off dell’ICFO nata nel 2018) si sta attualmente validando per rilevare ormoni legati al ciclo riproduttivo, allergie, anticorpi per alcune malattie veterinarie o umane (come la malaria e la COVID-19), ma ha molte altre potenziali applicazioni.

(Foto: prototipo di Droplite)

Il grafene è il primo materiale 2D ad essere stato fabbricato al mondo. Nonostante abbia uno spessore di un solo atomo, il grafene è stabile e sorprendentemente forte. Le sue proprietà fisiche ne fanno un ottimo conduttore di calore ed elettricità, oltre ad essere flessibile, estensibile e trasparente. Tutte queste caratteristiche fanno del grafene un materiale molto interessante per lo sviluppo di nuove tecnologie.

Le istituzioni sono consapevoli del potenziale di questo materiale e hanno creato la Graphene Flagship (a livello europeo) e GraphCAT (a livello locale) per accelerare la ricerca su questo materiale e portare i suoi benefici alla società. L’ICFO impiega alcuni dei maggiori esperti mondiali nel campo del grafene, partecipando a molti dei progetti di queste due reti.

(Foto: fotocamera a banda larga basata su grafene progettata da un gruppo dell’ICFO)

La fabbricazione digitale è una delle innovazioni chiave della quarta rivoluzione industriale che stiamo vivendo. La possibilità di stampare oggetti 3D ha aperto innumerevoli nuove possibilità sia su piccola scala (makers e startup), sia su scala industriale.

Una delle tecniche più interessanti per ottenere rapidamente oggetti complessi è la sinterizzazione, ma ha l'importante limitazione che può creare solo oggetti neri o grigi.

Una recente tecnologia sviluppata presso l’ICFO consente di aggiungere diversi colori a questa tecnica di stampa 3D, aprendo la porta a nuove potenziali applicazioni e alla possibilità di integrare il design artistico ed estetico nella produzione digitale.

I piccoli cambiamenti che la luce subisce quando attraversa  materiali diversi possono aiutarci a misurare con alta precisione molte caratteristiche del mondo che ci circonda, come la distanza e la temperatura.

All’ICFO lavoriamo per ottenere sensori molto resistenti per misurare temperatura e campi elettrici in condizioni estreme, come per esempio un incendio.

Indaghiamo anche come costruire sensori ultrasensibili grazie alle proprietà della fisica quantistica, come una bilancia in grado di rilevare la presenza di un solo atomo con nanotubi di carbonio o atomi freddi in grado di misurare i minuscoli campi magnetici generati dal nostro cervello.

(Foto: prototipo di un sensore di campo magnetico quantistico ultrasensibile)

La tecnologia e la scienza hanno sempre fatto parte della nostra vita e tale influenza cresce nel tempo. È positivo tutto ciò? C'è una parte della popolazione che non si fida dei risultati scientifici e rifiuta i progressi tecnologici: cosa ne pensi della loro posizione?

Le conferenze sono l'occasione perfetta per gli scienziati per condividere il loro lavoro con colleghi in tutto il mondo, scambiare idee e stabilire nuove collaborazioni.

Negli ultimi anni, l'emergenza climatica ha iniziato ad aprire il dibattito sull'opportunità di ridurre i viaggi a favore di eventi virtuali, che non consentono di socializzare e legare in modo naturale come in una conferenza in persona.

La pandemia del 2020 ha accelerato questo dibattito: le riunioni scientifiche dovrebbero essere in persona o virtuali?

La pandemia scoppiata nel 2020 ci ha insegnato che la salute pubblica è un settore importante che interessa molti più aspetti della società. Un minuscolo virus può influenzare la vita di milioni di persone in tutti i suoi aspetti, non solo per quanto riguarda la salute, ma anche l’economia, la struttura industriale, il mercato del lavoro …

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono migliorare la salute delle persone.

Viviamo nell’era dell’informazione. Sempre più aziende e istituzioni raccolgono e analizzano grandi quantità di dati per migliorare processi industriali e servizi per la popolazione. Inoltre, le tecnologie digitali sono essenziali per comunicare tra di noi, sia per lavoro che per divertimento. Se i sistemi di informazione subiscono un cedimento, ciò ha ripercussioni anche sulle strutture strategiche come le reti energetiche, il controllo del traffico aereo, gli ospedali, i governi, ecc. Pertanto, garantire la sicurezza per un trasferimento di dati rapido e massiccio è di fondamentale importanza per una società digitalizzata come la nostra.

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono migliorare la raccolta, l’analisi, la trasmissione e la sicurezza dei dati.

Siamo nel mezzo di un’emergenza climatica: per risolverla abbiamo bisogno di nuove politiche ambientali e dell’impegno della società nel suo insieme. La scienza e la tecnologia possono accelerare il cambio di paradigma di cui abbiamo bisogno per salvare il pianeta con scoperte e strumenti innovativi. Se non facciamo nulla adesso, la Terra sarà inabitabile e insostenibile, ma siamo ancora in tempo.

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono aiutarci a prenderci cura del nostro pianeta.

La fotonica è ovunque e ha un impatto positivo su molti aspetti diversi della nostra vita. A volte, una stessa tecnologia (come il laser) può migliorare la salute, l’informazione e la cura dell’ambiente allo stesso tempo. Ci sono molti importanti problemi globali ed è difficile stabilire una priorità, soprattutto perché sono interconnessi.

Ecco perché è importante non concentrare i nostri sforzi su un unico campo di applicazione: è meglio diversificare i nostri sforzi per avere maggiori possibilità di successo.