Jo sempre he pensat que la llum artificial només podia portar-nos beneficis, ja que ens permet viure i treballar independentment de les hores de llum natural que hi hagi. No obstant, ahir la meva veïna, que és una gran aficionada a la tecnologia i la ciència, em va explicar que la llum artificial pot alterar els cicles de vida dels éssers vius.

Queden moltes coses per comprendre sobre la contaminació lumínica: per això ella em va convidar a participar amb ella a un experiment de ciència ciutadana per ajudar als investigadors a estudiar les conseqüències de l’exposició a la llum artificial. Qui hauria dit que passejant i fent fotos amb el meu mòbil podria contribuir a la ciència!

No sé com ho faria sense internet: tota la música que escolto, les històries que llegeixo, les fotos que comparteixo amb els amics, els vídeos que miro,... tot està al núvol!

Sabíeu que el núvol no és tan eteri com el nom ens pot fer pensar?
Per poder distribuir informació arreu del món de manera ultra ràpida és necessària una xarxa de fibres òptiques que connecta físicament tots els continents i ciutats passant fins i tot pel fons dels oceans. Així l’enorme quantitat de dades que s’envia cada segon pot arribar als nostres dispositius en un no res, siguin les dades necessàries per fer funcionar un hospital o un vídeo de gatets, i tot transportat per fotons!

Treballo al departament de control de qualitat d’una empresa alimentària i la fotònica és una eina ideal pel nostre treball perquè ens permet fer les nostres anàlisis de manera no invasiva, sense danyar els productes.  Fem servir sistemes fotònics per processos molt diferents, des de controlar la forma i el color de la fruita i la verdura, fins a mesurar la quantitat d’oxigen a dins dels paquets per assegurar-nos que els aliments que hi ha a dins no es facin malbé massa ràpid. Alguns  dels nostres proveïdors fan servir els fotons també per controlar els cultius i optimitzar les collites.

Sabies que els fotons poden penetrar alguns centímetres dins del nostre cos? A l’ICFO i a Hemophotonics (una spin-off de l’ICFO nascuda el 2013) fan servir aquesta propietat per obtenir informació sobre el que passa sota la nostra pell (concentració d’oxigen i flux de la sang) en temps real i de manera no invasiva.

Això pot ajudar als professionals mèdics a l’hora de detectar i monitoritzar malalties neurològiques, a més de millorar la diagnosi d’algunes patologies, com el càncer de tiroides. Aquesta tecnologia té també aplicacions en el camp de les neurociències, oncologia, anestesiologia, diabetis i medicina esportiva.

Foto: Sensor no invasiu per a la detecció precoç de patologies neurològiques en nadons prematurs

Estem acostumats a anar a la platja sense preocupar-nos de malalties perquè hi ha entitats com la Agència Catalana de l’Aigua (ACA) que controlen l’aigua de les platges, garantint la salut dels banyistes. Gràcies a la fotònica, aviat serà possible la anàlisi in situ en poques hores, reduint sensiblement els temps d’espera per detectar la presència  de microorganismes nocius.

Per aquest motiu, l’ACA ha acordat amb l’ICFO desenvolupar aquesta tecnologia per fer el seguiment de l’estat de les platges catalanes. Aquesta mateixa tecnologia podria aplicar-se també en el camp de la seguretat alimentària i d’altres sectors industrials.

Un feix de fotons ben enfocat pot arribar a atrapar objectes i desplaçar-los de una manera delicada i precisa: això no és ciència ficció, sinó una tècnica fotònica extremadament útil i versàtil que va fer merèixer el premi Nobel al seu inventor.

Podeu trobar pinces òptiques a varis laboratoris de l’ICFO en diferents àrees d’aplicació: per exemple, es fan servir per atrapar àtoms per entendre millor les seves propietats, per mesurar la mobilitat i l’elasticitat d’algunes cèl·lules o per estudiar petits objectes a la frontera entre la física quàntica i la clàssica.

(Foto: Pinces òptiques en un dels laboratoris de l’ICFO.)

Per poder empènyer els límits del coneixement en el camp de la nanotecnologia com es da a l’ICFO, calen uns instruments excepcionals, que permeten, per exemple, evaporar metalls o fer incisions extremadament diminutes amb feixos d’electrons.

Amb aquests instruments, es fabriquen les mostres i els dispositius que – gràcies a la seva estructura nanomètrica - permeten observar nous fenòmens o obtenir productes innovadors. Per poder fer això, és necessari tenir un espai extremadament net, ja que un sol gra de pols podria malbaratar la investigació. Per això, a l’ICFO hi ha una sala blanca on diferents grups científics poden col·laborar per entendre millor el nanomón.

Foto: Persona observant una mostra a dins de la sala blanca de l’ICFO.

No és fàcil preveure quan una tecnologia concreta estarà disponible per a la societat: per exemple, fa anys que la fusió nuclear sembla a prop de resoldre el problema de la producció de energia, però sempre apareixen problemes tècnics imprevists que allunyen la seva realització. D’altra banda, algunes tecnologies que ara trobem arreu, com per exemple els làsers, deuen el seu origen a la curiositat sobre algunes preguntes fonamentals, com per exemple la interacció entre fotons i matèria, sense una aplicació concreta en ment.

Com podem escollir els camps de recerca que ens reportaran més beneficis?

La recerca fonamental, com per exemple en certs camps de la fotònica, necessita recursos econòmics, i sovint no té una aplicació directa a nivell comercial o industrial a curt termini. Per altra banda, si no s’inverteix en recerca fonamental, és difícil arribar al nivell de desenvolupament necessari per generar riquesa econòmica en àmbits tecnològics, ja que això requereix un coneixement profund dels seus fonaments.

Com podem solucionar aquest “cercle viciós”?

La pandèmia que va sorgir en 2020 ens va ensenyar que la salut pública és un sector molt important que afecta a molts més aspectes de la societat. Un minúscul virus pot afectar la vida de milions de persones en tots els seus aspectes, no només la salut, però també  l’economia, estructura industrial, mercat laboral... 

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin millorar i cuidar la salut de les persones.

Vivim a l’era de la informació. Cada dia més empreses i institucions recullen i analitzen grans quantitats de dades per millorar processos industrials i serveis per a la població. A més, les tecnologies digitals són cabdals per comunicar-nos entre nosaltres, sigui per treballar o divertir-nos. Si fallen els sistemes de informació, també fallen estructures estratègiques com són les xarxes energètiques, control del trànsit, hospitals, governs,... Així, vetllar per la seguretat de les dades i perquè les puguem transmetre massiva i ràpidament és de fonamental importància per una societat digitalitzada com la nostra.

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin millorar la recollida, anàlisis, transmissió  i seguretat de dades.

Estem al mig d’una emergència climàtica: per poder-la resoldre calen noves polítiques ambientals i el compromís de la societat sencera. La ciència i la tecnologia poden contribuir a accelerar el canvi de paradigma que es necessita per salvar el planeta amb descobriments i tecnologies innovadores. Si no fem res ara, la Terra serà inhabitable i insostenible, però encara hi som a temps.

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin ajudar-nos a cuidar del nostre planeta.

La fotònica és arreu i té un impacte positiu en molts aspectes diferents de la nostra vida. A vegades, una mateixa tecnologia (com per exemple el làser)  pot millorar la salut, la informació i la cura del medi ambient a la vegada. Hi ha molts problemes globals i és complicat establir una prioritat, sobre tot perquè estan interconnectats.

Per això és important no concentrar els nostres esforços en un únic camp d’aplicació: és millor diversificar els nostres esforços per a tenir més possibilitats d’èxit.