Soc un soci  d’una petita empresa familiar que fabrica mobles. Fa uns anys vaig fer instal·lar panells solars a la teulada de la nau que fem servir com a fàbrica i magatzem. Va ser una inversió important, però ara estalvio molts diners a l’hora de pagar les factures d’electricitat de la empresa. A més, amb una elecció com aquesta, no guanya només l’empresa: guanya també el planeta!

M’entreno per córrer la Marató de Barcelona. Per millorar la manera d’entrenar, m’he comprat una polsera per monitoritzar les pulsacions del meu cor en cada moment.  L’altre dia, donant la volta a la polsera, m’he adonat que hi havia una llumeta verda a la part que toca el canell: com no podia ser decoració, he investigat una mica a internet i he descobert que el dispositiu wearable obté la informació del meu pols mesurant els fotons verds que interaccionen amb la meva pell.

Com visc a un poble petit de muntanya amb poques botigues, m’he acostumat a comprar tot el que necessiti per internet. Tot i així, hi ha molta gent al poble, inclosa la meva àvia, que s’estima més passar-se una hora en cotxe per a baixar a la ciutat que posar les seves dades a internet, perquè té por dels atacs de pirates informàtics.

Malgrat que aquest sigui un perill important, jo estic tranquil·la, doncs vaig llegir que hi ha també molta gent que es dedica a estudiar noves maneres de millorar la seguretat de les nostres comunicacions, i sembla que les tècniques més prometedores tinguin a veure amb les propietats exòtiques de la física quàntica!

Cada dia compartim moltíssima informació privada (dades personals, financeres o sanitàries) que podria ser interceptada: els protocols criptogràfics que actualment  les protegeixen no funcionarien amb ordinadors més potents que els actuals.

Una solució podria arribar de la física quàntica, que permet dissenyar protocols criptogràfics que resistirien als atacs de qualsevol ordinador (present o futur). Hi ha encara molts reptes tecnològics per poder arribar a integrar sistemes de criptografia quàntica a la xarxa de telecomunicacions actual: resoldre’ls és l’objectiu de CiViQ, un projecte europeu de la Quantum Flagship que l’ICFO coordina i en el que hi participen altres centres de recerca, universitats i grans i petites empreses, entre les quals hi ha Quside i LuxQuanta, spin-off de l’ICFO fundades en els darrers anys.

Foto: Un dels laboratoris de l'ICFO on es desenvolupen les tecnologies per criptografia quàntica

Hi ha coses que els nostres ulls no poden veure. Per exemple, la radiació infraroja i ultraviolada (que els nostres ulls i les càmeres convencionals no poden captar) porten informació que ens pot ajudar a controlar la qualitat dels aliments, a monitoritzar la salut del nostre cos o a veure en condicions adverses (foscor, boira).

Amb els sensors basats en grafè que s’estan desenvolupant a l’ICFO en col·laboració amb Qurv (una spin-off de l’ICFO nascuda el 2020), seria possible fer totes aquestes coses i més amb detectors petits, de baix cost i fàcilment integrables en sistemes electrònics actuals i en tecnologies wearables.

Foto: Prototip de dispositiu wearable basat en grafè per detectar constants vitals

Per fer un anàlisis de sang, normalment hem d’anar a algun lloc on omplen varis tubets amb la nostra sang i cal esperar uns dies pels resultats. Gràcies a l’eficaç interacció entre fotons i nanopartícules d’or, es pot encabir un laboratori d’anàlisi de sang dins d’un xip de pocs centímetres que ens permet obtenir els resultats en només 10 minuts a partir d’una sola gota de sang.

Aquesta tecnologia desenvolupada per Droplite (una empresa spin-off de l’ICFO nascuda el 2018) està validada de moment per detectar hormones lligades al cicle reproductiu, al·lèrgies, anticossos d’algunes malalties veterinàries o humanes (com per exemple la malària i la COVID-19), però té moltes altres aplicacions potencials.

Foto: Prototip de Droplite

Alguns organismes poden transformar la llum del sol en l’energia que necessiten per viure amb la fotosíntesis. Aquest procés, resultat de milions d’anys d’evolució, és increïblement eficient: poden arribar a transformar en energia el 95% de la llum que els hi arriba. En canvi, els millors panells solars que es comercialitzen avui en dia arriben a traduir només el 20% d’energia en electricitat.

A l’ICFO fem servir polsos làser ultraràpids per “fotografiar” les molècules responsables de la captura de l’energia lluminosa que es troben dins dels organismes fotosintètics per tal d’entendre millor aquest procés i poder millorar l’eficiència dels panells solars.

Foto: Muntatge experimental per estudiar algunes de les molècules rellevants per la fotosíntesis.

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”?

Molta gent defensa que el coneixement hauria de ser propietat de tota la humanitat en conjunt. Per un altre costat,  sovint  el desenvolupament de les aplicacions té lloc a la indústria, que és qui fa les grans inversions a canvi d’un rendiment econòmic, amb la conseqüent privatització del coneixement.

Com es pot combinar l’interès públic i privat en la recerca científica?

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.