Yo siempre he pensado que la luz artificial sólo podía llevarnos beneficios, ya que nos permite vivir y trabajar independientemente de las horas de luz natural que haya. Sin embargo, ayer mi vecina, que es una gran aficionada a la tecnología y la ciencia, me explicó que la luz artificial puede alterar los ciclos de vida de los seres vivos. Quedan muchas cosas por comprender sobre la contaminación lumínica: por eso, me invitó a participar con ella en un experimento de ciencia ciudadana para ayudar a los investigadores a estudiar las consecuencias de la exposición a la luz artificial. ¡Quién habría dicho que paseando y haciendo fotos con mi móvil podría contribuir a la ciencia!

Me gusta sentirme seguro llevando coche, así que cualquier innovación en seguridad me alegra. Por ejemplo, estoy contento de que en mi nuevo coche haya sensores de luz infrarroja que me ayudan a aparcar y que me avisan cuando algún coche se acerca mucho evitándome sustos e ¡incluso algunos accidentes!

En algunos años, espero poder comprar un coche autónomo: por fin podré estar más tranquilo y relajado en medio del tráfico, porque el coche hará todo el trabajo. Mucho del trabajo de detección de obstáculos lo harán unos pulsos de fotones infrarrojos, ¡tal vez incluso detectados por cámaras de grafeno!

Cuando estudiaba en la academia de bellas artes, ¡nunca habría pensado en apuntar una obra de Leonardo da Vinci con un láser como estoy haciendo ahora! No os preocupéis, no la quiero dañar: el láser me permite limpiarla y hacer que recupere su esplendor original.
Los láseres y las técnicas fotónicas de análisis son herramientas muy útiles para los restauradores de obras de arte como yo: nos permiten analizar diferentes aspectos de las obras de arte (como por ejemplo los pigmentos, o la manera de trabajar del artista) sin poner en peligro la integridad de las obras. Mi trabajo mezcla arte y ciencia: ¡estoy seguro de que le encantaría al mismísimo Leonardo!

Para hacer un análisis de sangre, normalmente tenemos que ir a algún sitio donde llenan varios tubitos con nuestra sangre y hace falta esperar unos días para los resultados. Gracias a la eficaz interacción entre fotones y nanopartículas de oro, se puede meter un laboratorio de análisis de sangre dentro de un chip de pocos centímetros que permite obtener los resultados en tan solo 10 minutos a partir de una sola gota de sangre.

Esta tecnología desarrollada por Droplite (una empresa spin-off de ICFO nacida en 2018) está validada por el momento para detectar hormonas ligadas al ciclo reproductivo, alergias, anticuerpos de algunas enfermedades veterinarias o humanas (como por ejemplo la malaria y la COVID-19), pero tiene muchas otras aplicaciones potenciales.

(Foto: prototipo de Droplite)

Algunos organismos pueden transformar la luz del sol en energía que necesitan para vivir con la fotosíntesis. Este proceso, resultado de millones de años de evolución, es increíblemente eficiente: pueden llegar a transformar en energía el 95% de la luz que les llega. En cambio, los mejores paneles solares que se comercializan hoy en día llegan a traducir sólo el 20% de energía en electricidad.

En ICFO utilizamos pulsos láser ultrarrápidos para "fotografiar" las moléculas responsables de la captura de la energía luminosa que se encuentran dentro de los organismos fotosintéticos para entender mejor este proceso y poder mejorar la eficiencia de los paneles solares.

 (Foto: montaje experimental para estudiar algunas de las moléculas relevantes para la fotosíntesis)

En ICFO se encuentran algunos de los rincones más fríos del mundo, pero nadie puede entrar allí. En estos lugares la temperatura es más baja que en el espacio profundo: sólo unas pequeñas fracciones de grado (cientos de nanokelvins) por encima del cero absoluto.

Sólo unos pocos laboratorios en el mundo se pueden reproducir estas condiciones extremas en pequeñas cámaras de vacío, donde pueden atrapar pequeñas cantidades de átomos (desde pocos millones hasta uno solo, dependiendo del experimento): para poder estudiar las interesantes propiedades cuánticas que aparecen a estas temperaturas tan bajas, es fundamental que los átomos estén lo más fríos (y por tanto lo más quietos) posible.

  (Foto: Unos de los laboratorios de ICFO donde enfrían átomos cerca del cero absoluto.)

Los pequeños cambios que la luz sufre al atravesar materiales diferentes pueden ayudarnos a medir con alta precisión muchas características del mundo que nos rodea, como por ejemplo distancia y temperatura.

En ICFO trabajamos para obtener sensores cada día más resistentes para medir la temperatura y los campos eléctricos en condiciones extremas, como puede ser un incendio.

También investigamos cómo construir sensores ultra sensibles gracias a las propiedades de la física cuántica, como por ejemplo una balanza que puede detectar con nanotubos de carbono la presencia de tan sólo un átomo o átomos fríos que podrían medir los pequeños campos magnéticos generados por nuestro cerebro.

 (Foto: prototipo de sensor cuántico ultrasensible de campo magnético)

La investigación fundamental, como por ejemplo en ciertos campos de la fotónica, necesita recursos económicos, y a menudo no tiene una aplicación directa a nivel comercial o industrial a corto plazo. Por otro lado, si limitamos la investigación a sectores que puedan dar un rápido retorno económico, es difícil llegar a las sólidas bases científicas generales que sustentan el progreso tecnológico.

¿Cómo podemos solucionar este "círculo"?

Los científicos y las científicas de ICFO colaboran mucho entre ellos y a menudo con colegas de otros centros de todo el mundo y de otras disciplinas. Muchos avances científicos son el resultado de trabajo en equipo.

Aun así, se leen a menudo historias de personajes casi heroicos que cambiaron el campo de la ciencia donde trabajaban aparentemente en solitario. También los premios más prestigiosos de la ciencia, los premios Nobel, se otorgan a un máximo de 3 personas que frecuentemente no han ni trabajado juntos, a pesar de que detrás de muchas ideas revolucionarias haya un equipo de personas. ¿Deberíamos valorar más el papel del trabajo en equipo en la ciencia y reconocer más explícitamente que a menudo los resultados vienen de un esfuerzo colectivo?

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.