Sono un ragioniere e sono molto interessato alla scienza. Ecco perché guardo spesso programmi TV sulla tecnologia. Qualche settimana fa, ho visto il Prof. Lluis Torner, direttore dell'ICFO, spiegare che uno smartphone utilizza tecnologie che hanno guadagnato più di 20 premi Nobel relazionati con la fotonica, che sono alla base di fotocamere, sensori, schermi tattili, così come della tecnologia utilizzata per produrre microcircuiti e molti dei loro componenti e per rendere possibile Internet. Chi avrebbe mai immaginato di avere così tanta fotonica in tasca!

Ho sempre pensato che l’illuminazione artificiale potesse portarci solo benefici in quanto ci permette di vivere e lavorare indipendentemente dalle ore di luce solare in un giorno. Tuttavia, ieri la mia vicina, che molto appassionata di tecnologia e scienza, mi ha spiegato che la luce artificiale può alterare i cicli vitali degli esseri viventi.

Rimangono molte cose da capire a proposito dell’inquinamento luminoso: per questo mi ha invitato a partecipare con lei a un esperimento scientifico partecipativo (citizen science) per aiutare i ricercatori a studiare le conseguenze dell'esposizione alla luce artificiale. Chi avrebbe mai pensato che camminare e scattare foto con il mio cellulare potesse contribuire alla scienza!

Quando studiavo all'Accademia di Belle Arti, non avrei mai pensato di puntare un laser su un'immagine di Leonardo da Vinci come sto facendo in questo momento! Non preoccuparti, non voglio danneggiarlo: il laser mi permette di pulirlo e di riportarlo allo splendore originale.

I laser e le tecniche di analisi fotonica sono strumenti molto utili per i restauratori di opere d'arte come me: ci permettono di analizzare diversi aspetti delle opere d'arte (come i pigmenti, o il processo seguito dall'artista) senza mettere a repentaglio l'integrità dei pezzi. Il mio lavoro mescola arte e scienza: sono sicuro che lo stesso Leonardo lo adorerebbe!

Condividiamo quotidianamente molte informazioni private (dati personali, finanziari o sanitari) che potrebbero essere intercettate: i protocolli crittografici che attualmente li proteggono non funzionerebbero in futuro con computer più potenti.

Una soluzione potrebbe arrivare dalla fisica quantistica: grazie ad essa, è infatti possibile sviluppare protocolli crittografici in grado di resistere agli attacchi di qualsiasi computer (presente o futuro). Sono ancora molte le sfide tecnologiche per l’integrazione dei sistemi crittografici quantistici nella rete di telecomunicazioni: risolverle è l’obiettivo di CiViQ, un progetto della Quantum Flagship europea che l’ICFO coordina e a cui partecipano altri centri di ricerca, università e piccole e grandi aziende, tra cui Quside, compagnia spin-off dell’ICFO fondata nel 2017.

(Foto: uno dei laboratori dell’ICFO in cui vengono sviluppate le tecnologie per la crittografia quantistica)

Il grafene è il primo materiale 2D ad essere stato fabbricato al mondo. Nonostante abbia uno spessore di un solo atomo, il grafene è stabile e sorprendentemente forte. Le sue proprietà fisiche ne fanno un ottimo conduttore di calore ed elettricità, oltre ad essere flessibile, estensibile e trasparente. Tutte queste caratteristiche fanno del grafene un materiale molto interessante per lo sviluppo di nuove tecnologie.

Le istituzioni sono consapevoli del potenziale di questo materiale e hanno creato la Graphene Flagship (a livello europeo) e GraphCAT (a livello locale) per accelerare la ricerca su questo materiale e portare i suoi benefici alla società. L’ICFO impiega alcuni dei maggiori esperti mondiali nel campo del grafene, partecipando a molti dei progetti di queste due reti.

(Foto: fotocamera a banda larga basata su grafene progettata da un gruppo dell’ICFO)

La luce solare è una fonte di energia gratuita ed inesauribile che dobbiamo imparare a utilizzare in modo efficiente, soprattutto nell'attuale contesto di emergenza climatica.

All'ICFO, diverse persone stanno studiando nuovi materiali per creare celle solari trasparenti e/o flessibili che ci permettano di ottenere energia in modi che attualmente non vengono utilizzati. Ad esempio, potrebbero essere integrate nelle auto elettriche per aumentare la loro autonomia o nelle finestre degli edifici per massimizzare la superficie di cattura della luce solare e quindi la produzione di energia. Potrebbero anche essere integrati in indumenti o dispositivi wearable, riducendo le dimensioni delle batterie e quindi dell'oggetto.

(Foto: il quadrato di colore diverso sulla O del logo ICFO è una cella solare trasparente)

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)

Se ti chiedessimo di disegnare una persona che lavora in campo scientifico, come la rappresenteresti? Questo esperimento è stato fatto molte volte e molto spesso le persone immaginano un uomo bianco di mezza età. Ciò è dovuto agli stereotipi diffusi da secoli nella società, ma è anche vero che c'è un problema di rappresentazione delle minoranze nella scienza (come in molti altri settori della società).

Non è solo una questione di giustizia sociale: la scienza trarrebbe grandi benefici da una maggiore diversità perché è un processo creativo e collaborativo. Come possiamo promuovere con successo la diversità nella scienza?

Negli anni '60, le rappresentazioni più futuristiche degli anni intorno al 2000 includevano automobili volanti. Ora, a più di vent'anni di distanza, le nostre aspettative per il futuro sono cambiate parecchio.

Ha senso ascoltare qualcuno che promette che il suo campo di studi ci porterà la tecnologia del futuro? Possiamo davvero fare previsioni sul futuro della scienza e della tecnologia?

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.