Trabajo en una empresa que diseña y construye láseres: fabricamos algunos pequeños, como los punteros que puedes comprar en la tienda del barrio o también láseres industriales que pueden cortar con precisión todo tipo de material o incluso soldar metales.

Me gusta mucho mi trabajo porque nuestros productos pueden satisfacer las exigencias muy dispares de nuestros clientes: hay algunos que necesitan extrema precisión para poder fabricar los microcircuitos que están dentro de nuestros móviles y tabletas, y otros que requieren potencia para pueden soldar los componentes de un coche o hacer incisiones en pistones de motores de aviones de una manera precisa y reproducible para aumentar su eficiencia.

En la pequeña ciudad donde vivo, el Ayuntamiento ha hecho instalar sensores fotónicos para recoger datos y poder tomar decisiones informadas. Por ejemplo, instalaron una red de sensores para monitorizar la contaminación del aire y del agua con un sistema de datos abiertos, para que los ciudadanos puedan estar informados sobre la salud medioambiental.

También están trabajando para conectar toda la población a la red de internet, instalando la red de fibra óptica en todos los barrios de la ciudad. Todavía faltan muchos pasos, pero ¡poco a poco nos estamos transformando en una smart city!

Soy profesora de física de bachillerato y para motivar a mis estudiantes trato siempre de conectar los conceptos que explico con cosas de la vida cotidiana.

La pandemia de Sars-CoV-2 me ha puesto fácil explicar la radiación infrarroja, ya que encontramos en muchos sitios aparatos que miden la temperatura rápidamente y a distancia. Estos termómetros son sensores de fotones que captan la radiación infrarroja que emiten nuestros cuerpos. También la luz ultravioleta UVC puede ser útil para ayudar a desinfectar, porque puede destruir eventuales agentes patógenos.

¿Sabías que los fotones pueden penetrar algunos centímetros dentro de nuestro cuerpo? En ICFO y Hemophotonics (una spin-off de ICFO nacida en 2013) utilizan esta propiedad para obtener información sobre lo que ocurre bajo nuestra piel (concentración de oxígeno y flujo de la sangre) en tiempo real y de manera no invasiva.

Esto puede ayudar a los profesionales médicos a la hora de detectar y monitorizar enfermedades neurológicas, además de mejorar la diagnosis de algunas patologías, como el cáncer de tiroides. Esta tecnología tiene también aplicaciones en el campo de las neurociencias, oncología, anestesiología, diabetes y medicina deportiva.

 (Foto: sensor no invasivo para la detección precoz de patologías neurológicas en bebés prematuros)

El grafeno es un material de una sola capa de átomos con propiedades increíbles: transparente, resistente, flexible y óptimo conductor de electricidad y calor.

En 2018 se descubrió que dos capas de grafeno superpuestas con una pequeña rotación entre ellas podía transformar este material ya tan interesante de por sí en un superconductor.
Esta fue una noticia muy importante para la comunidad científica que ¡incluso salió en el New York Times! Da pie a entender mejor los fenómenos que tienen lugar en superconductores y potencialmente a diseñar materiales que conduzcan la electricidad sin pérdidas a temperatura ambiente, reduciendo increíblemente el desperdicio que tiene lugar con los materiales actuales.

En ICFO hay uno de los pocos laboratorios en el mundo donde es posible transformar el grafeno en superconductor.

(Foto: parte del equipo del ICFO que trabaja en este proyecto con el dispositivo que permite observar las propiedades del grafeno)

Aunque la calidad de las cámaras mejora cada día, siempre hay un detalle en alguna foto que no podemos dilucidar porque no hay suficiente resolución. Este problema es especialmente importante para los biólogos que quieren estudiar las estructuras celulares, ya que hay un límite físico a la resolución de las imágenes que se pueden obtener.

En ICFO hay un laboratorio especializado en hacer fotos de super-resolución y otras técnicas avanzadas de microscopía que nos permiten entender mejor el mundo microscópico y revelar los secretos de la vida.

  (Foto: microtúbulos visualizados con una técnica convencional de microscopía - arriba - y una de super-resolución - abajo.)

Para poder empujar los límites del conocimiento en el campo de la nanotecnología como se da en ICFO, se necesitan unos instrumentos excepcionales, que permiten, por ejemplo, evaporar metales o hacer incisiones extremadamente diminutas con haces de electrones.

Con estos instrumentos, se fabrican las muestras y los dispositivos que – gracias a su estructura nanométrica - permiten observar nuevos fenómenos u obtener productos innovadores. Para poder hacer esto, es necesario tener un espacio extremadamente limpio, ya que un solo grano de polvo podría desperdiciar la investigación. Por eso en ICFO hay una sala blanca donde diferentes grupos científicos pueden colaborar para entender mejor el nanomundo.

 (Foto: Persona observando una muestra dentro de la sala blanca de ICFO)

Mucha gente defiende que el conocimiento debería ser propiedad de toda la humanidad en su conjunto. Por otro lado, a menudo el desarrollo de las aplicaciones tiene lugar en la industria, que es quien hace las grandes inversiones a cambio de un rendimiento económico, a menudo privatizando el conocimiento.

¿Cómo se pueden combinar los intereses públicos y privados en la investigación científica?

Muchas de las tecnologías que utilizamos hoy en día derivan de campos de investigación muy diferentes. Por ejemplo, Internet nació en un centro internacional de investigación en física de partículas como el CERN, y los sistemas de posicionamiento por satélite (GPS, Galileo) deben su precisión a la teoría de la relatividad general.

A veces, campos de investigación que en principio no tienen aplicaciones obvias generan tecnologías útiles como efectos colaterales. ¿Deberíamos invertir en investigación fundamental por los posibles beneficios que nos supondrían eventuales aplicaciones colaterales? ¿O el avance del conocimiento es razón suficiente para destinarle recursos?

La pandemia que surgió en 2020 nos enseñó que la salud pública es un sector muy importante que afecta a muchos más aspectos de la sociedad. Un minúsculo virus puede afectar la vida de millones de personas en todos sus aspectos, no sólo la salud, pero también la economía, estructura industrial, mercado laboral ...

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan mejorar y cuidar la salud de las personas.

Vivimos en la era de la información. Cada día más empresas e instituciones recogen y analizan grandes cantidades de datos para mejorar procesos industriales y servicios para la población. Además, las tecnologías digitales son fundamentales para comunicarnos entre nosotros, sea para trabajar o divertirnos. Si fallan los sistemas de información, fallan también las estructuras estratégicas como son las redes energéticas, control del tráfico, hospitales, gobiernos, ... Así, velar por la seguridad de los datos y para que las podamos transmitir masiva y rápidamente es de fundamental importancia para una sociedad digitalizada como la nuestra.

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan mejorar la recogida, análisis, transmisión y seguridad de datos.

Estamos en el medio de una emergencia climática: para poderla resolver se necesitan nuevas políticas ambientales y el compromiso de la sociedad entera. La ciencia y la tecnología pueden contribuir a acelerar el cambio de paradigma que se necesita para salvar el planeta con descubrimientos y tecnologías innovadoras. Si no hacemos nada ahora, la Tierra será inhabitable e insostenible, pero todavía estamos a tiempo.

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan ayudarnos a cuidar de nuestro planeta.

La fotónica está en todas partes y tiene un impacto positivo en muchos aspectos diferentes de nuestra vida. A veces, una misma tecnología (como por ejemplo el láser) puede mejorar la salud, la información y el cuidado del medio ambiente a la vez. Hay muchos problemas globales y es complicado establecer una prioridad, sobre todo porque están interconectados.

Por eso es importante no concentrar nuestros esfuerzos en un único campo de aplicación: es mejor diversificar nuestros esfuerzos para tener más posibilidades de éxito.