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!

Nella piccola città in cui vivo, il Comune ha installato sensori fotonici: i dati raccolti ci aiuteranno a prendere decisioni informate in futuro. Ad esempio, hanno installato una rete di sensori per monitorare l'inquinamento dell'aria e dell'acqua con sistemi di dati aperti (open data), in modo che i cittadini possano essere informati sulla salute ambientale. Inoltre, stanno lavorando per connettere l'intera popolazione alla rete internet, installando cavi di fibra ottica in tutti i quartieri della città. Ci sono ancora tante cose da fare, ma a poco a poco stiamo trasformando la nostra città in una smart city!

Qualche giorno fa, ho visto mia figlia di due anni che cercava (senza successo) di far scorrere la pagina di un giornale con il dito. Per una persona come lei, nata in un mondo dove ci sono schermi tattili ovunque, anche sul frigo, è naturale pensare di poter interagire con qualsiasi superficie o parola scritta. Ciò non sarebbe possibile se negli ultimi anni gli schermi tattili non fossero migliorati così tanto, guadagnando in definizione e funzionalità. Chi avrebbe potuto immaginare di poter interagire in modo così intuitivo con una macchina qualche decennio fa?

Se dividessimo il diametro di un capello in mille parti, arriveremmo alla scala delle nanoparticelle prodotte all’ICFO. Nonostante siano così piccole, queste particelle sono utili per diverse tecnologie innovative.

All'ICFO, molte persone stanno esplorando il nanomondo, cercando di migliorare la nostra conoscenza dei nuovi fenomeni che emergono a questa piccola scala. Mirano inoltre a sviluppare nuove tecnologie, come nuovi materiali per telefoni cellulari e dispositivi wearable, diagnosi e trattamento di malattie, sensori di luce e celle solari.

(Foto: struttura in carbonio vista con un microscopio elettronico. All'interno della "grotta", si possono intravedere alcuni nanotubi.)

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)

Le nuove tecnologie quantistiche emergenti promettono di rivoluzionare il mondo dell'informazione e delle comunicazioni: per sfruttare al meglio questo potenziale, l'Unione Europea sta progettando di costruire un'infrastruttura per le comunicazioni quantistiche, che collegherebbe dispositivi quantistici, diventando un Internet quantistico. Questa infrastruttura sfrutterà l'attuale rete in fibra ottica per i collegamenti a breve e media distanza e si combinerà con i satelliti per coprire le distanze più lunghe. Pertanto, grazie alla fisica quantistica, saranno protetti i dati più sensibili come quelli personali, finanziari, governativi, relativi alla rete elettrica, il controllo aereo o il sistema sanitario.

(Foto: nuvole di atomi freddi all'interno di uno dei laboratori ICFO)

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?

La scienza è un'attività internazionale: la stragrande maggioranza delle scoperte scientifiche sono fatte da team composti da persone di diversa provenienza  e sono il risultato di collaborazioni tra istituti ed aziende di diversi paesi.

Le persone del mondo della scienza si trasferiscono spesso da un paese all’altro per espandere la loro esperienza: per questa ragione, è molto comune trovare persone di paesi differentiin un centro di ricerca. Il mix culturale crea un ambiente aperto e tollerante che aiuta la creazione di idee nuove e originali che consentono il progresso della ricerca.

Ha quindi senso associare un'importante scoperta scientifica a un’unica nazione, come spesso si legge nelle notizie?

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.