Ho sempre pensato che l’illuminazione artificiale potesse portarci solo benefici in quanto ci permette di vivere e lavorare indipendentemente dalle ore di luce solare in un giorno. Tuttavia, ieri la mia vicina, che molto appassionata di tecnologia e scienza, mi ha spiegato che la luce artificiale può alterare i cicli vitali degli esseri viventi.

Rimangono molte cose da capire a proposito dell’inquinamento luminoso: per questo mi ha invitato a partecipare con lei a un esperimento scientifico partecipativo (citizen science) per aiutare i ricercatori a studiare le conseguenze dell'esposizione alla luce artificiale. Chi avrebbe mai pensato che camminare e scattare foto con il mio cellulare potesse contribuire alla scienza!

Non so come farei senza Internet: tutta la musica che ascolto, le storie che leggo, le foto che condivido con gli amici, i video che guardo, ... tutto è nel cloud!

Sapevi che il cloud non è così etereo come suggerisce il nome? Per distribuire le informazioni in modo ultraveloce in tutto il mondo, abbiamo bisogno di una rete di fibre ottiche che colleghi fisicamente tutte le città ed i continenti, passando anche per il fondo dell'oceano. In questo modo, l'enorme quantità di dati che viene inviata ogni secondo può raggiungere i nostri dispositivi in pochissimo tempo, siano i dati necessari per gestire un ospedale o un video di gattini, e il tutto trasportato dai fotoni!

Ho amato il cinema fin da piccola, ma ho deciso che gli avrei dedicato la mia vita quando ho visto il mio primo film in 3D. Poter vedere la profondità delle scene sullo schermo mi è sembrato qualcosa di magico. Tuttavia, come spesso accade al cinema, si tratta solo di un effetto speciale! Gli occhiali con lenti polarizzate che consegnano all'ingresso selezionano diversi tipi di fotoni che provengono dai proiettori, facendo arrivare ai nostri occhi due immagini leggermente diverse che il nostro cervello unisce creando la sensazione di tridimensionalità.

Ci sono cose che i nostri occhi non possono vedere. Ad esempio, le radiazioni infrarosse e ultraviolette (che i nostri occhi e le telecamere convenzionali non possono catturare) trasportano informazioni che possono aiutarci a controllare la qualità del cibo, monitorare la salute del nostro corpo o vedere in condizioni avverse (oscurità, nebbia).

Con i sensori a base di grafene sviluppati presso l’ICFO in collaborazione con Qurv (una compagnia spin-off dell’ICFO nata nel 2020), sarebbe possibile fare tutte queste cose e anche di più grazie a piccoli rivelatori a basso costo facilmente integrabili in sistemi elettronici di consumo o tecnologie wearable.

(Foto: prototipo di dispositivo wearable a base di grafene per rilevare segni vitali)

Se dividessimo il diametro di un capello in mille parti, arriveremmo alla scala delle nanoparticelle prodotte all’ICFO. Nonostante siano così piccole, queste particelle sono utili per diverse tecnologie innovative.

All'ICFO, molte persone stanno esplorando il nanomondo, cercando di migliorare la nostra conoscenza dei nuovi fenomeni che emergono a questa piccola scala. Mirano inoltre a sviluppare nuove tecnologie, come nuovi materiali per telefoni cellulari e dispositivi wearable, diagnosi e trattamento di malattie, sensori di luce e celle solari.

(Foto: struttura in carbonio vista con un microscopio elettronico. All'interno della "grotta", si possono intravedere alcuni nanotubi.)

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.

Per espandere i limiti della conoscenza nel campo della nanotecnologia come avviene all'ICFO, sono necessari strumenti eccezionali, che consentano agli scienziati, ad esempio, di far evaporare i metalli o fare incisioni minuscole con fasci di elettroni.

Con questi strumenti, le persone che fanno ricerca all'ICFO fabbricano campioni e dispositivi che, grazie alla loro struttura nanometrica, consentono loro di osservare nuovi fenomeni o di ottenere prodotti innovativi. Per fare questo, hanno bisogno di uno spazio estremamente pulito, poiché un singolo granello di polvere potrebbe rovinare la loro ricerca. Ecco perché c'è una camera bianca (cleanroom) all'ICFO, dove diversi gruppi scientifici possono lavorare insieme per comprendere meglio il nanomondo.

(Foto: persona che osserva un campione all'interno della camera bianca dell'ICFO)

Se ti chiedessimo di disegnare una persona che lavora in campo scientifico, come la rappresenteresti? Questo esperimento è stato fatto molte volte e molto spesso le persone immaginano un uomo bianco di mezza età. Ciò è dovuto agli stereotipi diffusi da secoli nella società, ma è anche vero che c'è un problema di rappresentazione delle minoranze nella scienza (come in molti altri settori della società).

Non è solo una questione di giustizia sociale: la scienza trarrebbe grandi benefici da una maggiore diversità perché è un processo creativo e collaborativo. Come possiamo promuovere con successo la diversità nella scienza?

All'ICFO si lavora a stretto contatto tra persone di gruppi diversi e spesso con colleghi e colleghe di altri istituti in tutto il mondo e di altre discipline. Molti progressi scientifici sono il risultato del lavoro di squadra.

Tuttavia, si leggono spesso storie di personaggi quasi eroici che hanno cambiato il campo scientifico in cui hanno lavorato apparentemente da soli. Anche i premi scientifici più prestigiosi, i Nobel, vengono assegnati a un massimo di 3 persone, che spesso non hanno nemmeno lavorato insieme, anche se dietro a tante idee rivoluzionarie c'è un team di ricercatori. Dovremmo valorizzare di più il ruolo del lavoro di squadra nella scienza e riconoscere più esplicitamente che i risultati spesso derivano da uno sforzo collettivo?

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.