Lluís Torner, director del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO):"La química es esencial para las tecnologías fotónicas"

31 octubre 2018

CHEMICAL NEWS

El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) situado en Castelldefels (Barcelona) se ha convertido en un centro de investigación de referencia mundial en este ámbito científico. Lluís Torner, su director, es doctor en física y catedrático de la Universidad Politécnica de Cataluña. Él concibió y desarrolló el ICFO como un centro puntero desde el primer momento y en esta entrevista explica la importancia de la fotónica en el mundo actual así como su destacada relación con las ciencias químicas

El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) situado en Castelldefels (Barcelona) se ha convertido en un centro de investigación de referencia mundial en este ámbito científico. Lluís Torner, su director, es doctor en física y catedrático de la Universidad Politécnica de Cataluña. Él concibió y desarrolló el ICFO como un centro puntero desde el primer momento y en esta entrevista explica la importancia de la fotónica en el mundo actual así como su destacada relación con las ciencias químicas

¿De qué se ocupan las ciencias fotónicas?

La fotónica en sentido estricto es el estudio y aplicación de la luz (de los fotones), tanto visibles como infrarrojos y ultravioletas, pero las ciencias y las tecnologías fotónicas, en plural, son muy transversales porque se relacionan con muchas disciplinas. Hoy con fotones se puede trabajar en: química, biología, construcción, telecomunicaciones, medicina, industria... La invención del láser hace más de 50 años marcó un punto de inflexión y fue uno de los factores decisivos en preparar el desarrollo de la fotónica. Si bien hubo que esperar hasta década de los 90 para que se abrieran las perspectivas que hoy estamos desarrollando, gracias a la obtención de láseres de diversos colores e intensidades, lo que multiplicó las posibilidades de aplicación. De hecho, una de las personas claves para la creación del láser, Charles Townes, recordaba que al principio se le decía que el láser era algo maravilloso, pero que no se sabía exactamente para qué servía.

Créditos: ICFO

Dentro de esta amplitud de aplicaciones, ¿cuáles destacaría?

Un elemento esencial de Internet es la red mundial de fibra óptica en la que la información es transportada mediante pulsos de luz. Sin la luz, Internet a nivel global sería una versión ligeramente mejorada de lo que era en los años 70 y principios de los 80. Otro ámbito destacado es la medicina, tanto en el diagnóstico como en las terapias. En el terreno industrial la luz está presente en muchos procesos, con una gran diversidad de funciones en prácticamente cualquier sector que podamos imaginar. La robótica y la sensórica avanzadas también hacen un uso muy intenso de las tecnologías fotónicas. Sin ir más lejos los vehículos autónomos necesitarán un reconocimiento de su entorno muy sofisticado posible gracias a sistemas de imagen y radar basados en uso de la luz.

¿Cuál es la relación de las ciencias fotónicas con las químicas?

La química tiene como un objetivo importante procesar materiales y las tecnologías fotónicas contribuyen a ello en muchas industrias, especialmente en casos en los que es necesario actuar externamente sobre los materiales ya sea para modelarlos o para activarlos. La idea la ilustra muy bien un ejemplo de medicina: las terapias fotodinámicas que sirven para tratar algunos cánceres se basan en introducir en el organismo una sustancia que se transforma en tóxica cuando se activa con un tipo de luz concreto. Algo en cierto modo parecido ocurre en el dentista cuando se aplica luz ultravioleta a un empaste para que se seque más rápidamente: es lo que se conoce como fotopolimerización. Si fuera otro tipo de luz las moléculas del polímero no se verían afectadas del mismo modo. También en la industria se mezclan componentes químicos con distintos tipos de luz para conseguir diversas funcionalidades. En definitiva, las tecnologías fotónicas convergen con la química y en el futuro lo harán todavía más. La química es esencial para nosotros ya que una parte clave de la fotónica es el desarrollo y uso de nuevos materiales. Sin ellos, aquí en el ICFO solo podríamos llevar a cabo una fracción pequeña de todo lo que hacemos.

¿Se conoce el impacto en el mercado de los productos que la fotónica hace posible?

La Comisión Europea realizó un estudio en 2011 para ver qué impacto tenían las tecnologías fotónicas en la economía del continente y llegó a la conclusión de que más de un 10% de la economía europea dependía de ellas. Una cosa que le sucede a la fotónica es que está en muchas partes y una segunda cosa es que suele estar inside the box, es decir, no a la vista. Como, por ejemplo, en el caso de la impresión laser, o en el de los pantalones tejanos descoloridos en distintas tonalidades, que son fruto de la aplicación de laser y no del lavado. El móvil que todos llevamos en el bolsillo seguiría siendo un simple teléfono, sin las prestaciones actuales, sin la fotónica que le proporciona la pantalla con la que interactuamos.

¿Cómo nació el ICFO?

El ICFO nace gracias a que a principios de siglo el gobierno de Cataluña impulsó un programa de creación de centros de investigación, con muy pocos recursos pero gran ambición. En aquel momento en muchos países se estaba impulsando la fotónica como un vector de investigación estratégico y aquí se hizo lo mismo. El excelente Instituto de Investigación Química localizado en Tarragona (ICIQ), con el que colaboramos, nació también en aquella época. Legalmente, el ICFO es una fundación. Nos caracterizamos por tener personas con mucho talento y prestigio en plantilla, y por atraer gente joven altamente motivada que saca el máximo partido del hecho de trabajar y aprender de los mejores.

¿Qué factores han hecho que se convierta en un centro de referencia?

Nuestra organización y tamaño nos permiten ser ágiles y flexibles en la toma de decisiones. Esta flexibilidad nos permite aprovechar bien las oportunidades. Más del 50% de los recursos económicos con los que contamos proceden de programas y proyectos internacionales, extraordinariamente competitivos y difíciles de obtener, en los que participamos. También hemos contado con el valioso apoyo del mecenazgo de la Fundación Cellex. Otro factor importante es que mantenemos un estrecho contacto con la industria a nivel global y dentro de ella con algunas industrias químicas.

¿Cuáles son sus grandes líneas de investigación?

Salud (diagnóstico y terapias) información (tecnologías cuánticas, optoelectrónica, pantallas y componentes basados en grafeno) y energía (energía solar). En todos estos ámbitos la química tiene un peso muy importante a través del uso de materiales específicos. En aplicaciones a terapias por ejemplo suele haber siempre algún compuesto capaz de activarse con luz. Esta línea es clave para el futuro del Drug delivery. En la información, los materiales son clave para las pantallas y lo mismo ocurre en el desarrollo de nuevos paneles solares.

¿Qué papel tiene el grafeno en la investigación que se lleva a cabo?

Somos uno de los nodos más destacados en uno de los tres proyectos Flagship de Europa que se dedica al grafeno y también tenemos un papel destacado en el recientemente lanzado Flagship de tecnologías cuánticas. El abanico de aplicaciones del grafeno es muy grande, pero nosotros nos centramos lógicamente en las que tienen relación con la luz. Así, por ejemplo, nuestros investigadores han inventado un material sintético -de nuevo la química- que combinado con el grafeno capta muy bien la luz infrarroja. Esto permitirá realizar cámaras de visión nocturna más eficientes y con un coste muy reducido respecto a las actuales. También trabajamos en el ámbito de grafeno aplicado a una nueva generación de wearables más adaptables tanto a la ropa como a la piel y con una performance superior. Quisiera añadir que se habla mucho del grafeno porque su síntesis tuvo un gran impacto, pero hoy existen más de 2000 materiales también configurados por una única capa de átomos, lo que abre las puertas muchos desarrollos que en general se basan en usar combinaciones de varios materiales, proceso en el que la química es muy importante.

¿Cómo colabora el ICFO con el mundo empresarial?

De diversas maneras. Una es el camino tradicional, que es la licencia de patentes; luego también ofrecemos servicios a compañías que nos plantee la resolución de una cuestión en el que nosotros seamos competentes. Respecto a las start-ups, de momento el ICFO ha generado 6 y tiene otras 4 en incubación. Yo creo que este es un buen modelo. Algunas empresas muy bien establecidas todavía las miran con recelo, pero lo cierto es que si la empresa pequeña sale adelante la grande la puede acabar comprando y así obtener un know-how de mucho valor.

¿Cómo se ve el futuro tecnológico desde el ICFO?

En la mayoría de los ámbitos en los que pasaran cosas importantes en las próximas décadas como las biotecnologías, la inteligencia artificial, las tecnologías cuánticas, la nanomedicina y la nanotecnología en general, las neurotecnologías, la sensórica y la robótica, o las energías fotovoltaicas, las tecnologías fotónicas juegan un papel fundamental. La química también, de nuevo a través de los imprescindibles nuevos materiales. Por tanto, en ambos ámbitos, el potencial de desarrollos futuros tanto científico-tecnológicos como de aprovechamiento industrial es extraordinario.

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