Ho dovuto portare gli occhiali fin da piccolo. Da bambino invidiavo i miei amici che potevano fare sport e andare in piscina senza avere problemi di vista. Due anni fa, ho potuto sottopormi a un intervento chirurgico agli occhi per ridurre la miopia e finalmente posso vedere il mondo direttamente e non attraverso i miei occhiali! E tutto grazie ai fotoni di un laser ultra preciso che ha permesso al chirurgo di incidere i miei occhi con il minimo rischio.

Mi piace sentirmi al sicuro mentre guido, per questo mi interessano molto le innovazioni in materia di sicurezza. Ad esempio, sono molto soddisfatto dei sensori di luce infrarossa nella mia nuova auto che mi aiutano a parcheggiare e mi avvisano quando un'auto si avvicina troppo, evitando spaventi e persino alcuni incidenti! Tra qualche anno spero di poter acquistare un'auto autonoma che mi porti in giro: finalmente sarò più sereno e rilassato quando sarò bloccato nel traffico, perché sarà la macchina a fare tutto lo sforzo. Gran parte del lavoro di rilevamento degli ostacoli sarà svolto da impulsi di fotoni infrarossi, forse anche rilevati da telecamere al grafene!

Mi sto allenando per correre la Maratona di Barcellona. Per migliorare il mio allenamento, ho acquistato un braccialetto per monitorare la mia frequenza cardiaca in ogni momento. L'altro giorno, girando il mio braccialetto, ho notato che c'era una luce verde sul lato che tocca il mio polso: non potendo essere una decorazione, ho cercato un po’ su internet e ho scoperto che il dispositivo wearable ottiene le informazioni sulle mie pulsazioni misurando i fotoni verdi che interagiscono con la mia pelle.

Siamo abituati ad andare in spiaggia senza preoccuparci delle malattie, perché ci sono entità come l’Agenzia Catalana dell’Acqua (ACA) che monitorano l'acqua lungo le spiagge, garantendo la sicurezza dei bagnanti. Grazie alla fotonica sarà presto possibile effettuare analisi in situ in poche ore, riducendo sensibilmente i tempi di attesa per la rilevazione della presenza di microrganismi nocivi.

Per questo motivo, l'ACA ha concordato con l'ICFO di sviluppare questa tecnologia per monitorare lo stato delle spiagge catalane. Questa stessa tecnologia potrebbe essere applicata anche nel campo della sicurezza alimentare e in altri settori industriali.

Durante la prima grande ondata della pandemia COVID-19, un gruppo dell’ICFO ha lavorato intensamente con una squadra di medici dell’ospedale Parc Tauli di Barcellona per testare una nuova idea: valutare le disfunzioni microvascolari nei pazienti COVID-19 con dispositivi fotonici.

Questa potrebbe essere un'opzione a basso costo e non invasiva per i pazienti e di facile utilizzo per gli operatori sanitari per aiutare a stabilire il miglior trattamento durante le diverse fasi di COVID-19 e aiutare a personalizzare i trattamenti. Il progetto si è diffuso in diversi paesi del mondo ed è stato persino selezionato per essere uno dei 23 progetti scientifici finanziati dall'Unione Europea alla fine dell'estate del 2020 per affrontare la pandemia.

(Foto: scienziati dell'ICFO testano l'attrezzatura prima di inviarla agli ospedali)

Alcuni organismi possono trasformare la luce solare nell'energia di cui hanno bisogno per vivere grazie alla fotosintesi. Questo processo, risultato di milioni di anni di evoluzione, è incredibilmente efficiente: possono trasformare il 95% della luce che li raggiunge in energia. Al contrario, i migliori pannelli solari commerciali oggi traducono solo il 20% dell'energia in elettricità.

All’ICFO, utilizziamo impulsi laser ultraveloci per "fotografare" le molecole responsabili della cattura dell'energia luminosa presente negli organismi fotosintetici al fine di comprendere meglio questo processo e migliorare l'efficienza dei pannelli solari.

(Foto: montaggio sperimentale per studiare alcune delle molecole rilevanti per la fotosintesi)

I piccoli cambiamenti che la luce subisce quando attraversa  materiali diversi possono aiutarci a misurare con alta precisione molte caratteristiche del mondo che ci circonda, come la distanza e la temperatura.

All’ICFO lavoriamo per ottenere sensori molto resistenti per misurare temperatura e campi elettrici in condizioni estreme, come per esempio un incendio.

Indaghiamo anche come costruire sensori ultrasensibili grazie alle proprietà della fisica quantistica, come una bilancia in grado di rilevare la presenza di un solo atomo con nanotubi di carbonio o atomi freddi in grado di misurare i minuscoli campi magnetici generati dal nostro cervello.

(Foto: prototipo di un sensore di campo magnetico quantistico ultrasensibile)

Al fine di esprimere opinioni critiche sulle notizie che riceviamo attraverso i mezzi di comunicazione, la pubblicità, i social media ed evitare di cadere in truffe o incomprensioni, è importante tenersi aggiornati sulle ultime notizie di scienza e tecnologia. A volte, tuttavia, le informazioni provengono da fonti pseudoscientifiche di dubbia affidabilità.

Come possiamo gestire questo flusso di informazioni spesso discutibili?

La ricerca fondamentale, come ad esempio quella in certi campi della fotonica, richiede risorse economiche che non si traducono in applicazioni a livello commerciale o industriale a breve termine. D’altra parte, se solo facciamo ricerca nei settori che possono dare un ritorno economico rapido, è difficile raggiungere la solida base scientifica generale che è alla base del progresso tecnologico.

Come possiamo risolvere questo “circolo vizioso”?

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.