Do przodu o całe lata świetlne: unijne projekty badawcze i innowacyjne pokazują nam, w jaki sposób fotonika ukształtuje naszą przyszłość
Fotonika stanowi źródło wyjątkowych rozwiązań we wszystkich obszarach, w których stawiamy obecnie czoła wyzwaniom związanym z osiąganiem granic prędkości, wydajności i dokładności przez konwencjonalne technologie. Ta dziedzina nauki może pozwolić na zrewolucjonizowanie medycyny, umożliwiając przeprowadzanie szybkich, niezwykle dokładnych i czułych badań. Technologie oparte na świetle mogą również znacząco usprawnić przetwarzanie i oszczędzanie energii, pozwolić na budowę lepszego oświetlenia, a także umożliwić wytwarzanie wysokiej jakości produktów.
Ważna pozycja fotoniki w polityce europejskiej
Komisja Europejska od dawna dostrzega potencjał fotoniki w zakresie zwiększania innowacyjności wielu branż i sektorów. Już w 2009 roku Komisja określiła fotonikę mianem jednej z pięciu kluczowych technologii prorozwojowych w Europie XXI wieku i zainwestowała w tę dziedzinę 700 milionów euro w ramach programu badań i innowacji „Horyzont 2020”. Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERBN), ustanowiona przez Unię Europejską w 2007 roku, stanowi główną europejską organizację finansującą pionierskie i przełomowe badania naukowe. W ramach programu „Horyzont 2020” całkowity budżet ERBN na lata 2014–2020 wynosi przeszło 13 miliardów euro. Działalność ERBN opiera się na oddolnym podejściu, które pozwala naukowcom na samodzielne określanie nowych możliwości i kierunków w dowolnej dziedzinie badań naukowych. Dotychczas ERBN sfinansowała przeszło 9 000 projektów badawczych związanych ze wszystkimi dziedzinami nauki – w tym z fotoniką – i stała się tym samym punktem odniesienia w zakresie doskonałości badań naukowych.
Prezentacja innowacyjnych badań ERBN
Niniejsza broszura CORDIS Results Pack przedstawia 10 spośród najbardziej obiecujących projektów związanych z fotoniką, finansowanych przez ERBN. Przekazywane przez Radę środki finansowe na rzecz innowacyjnych i nowatorskich projektów badawczych stanowią kluczowe wsparcie, które pozwoli na zapewnienie odpowiednich i zrównoważonych zwrotów z inwestycji w dłuższej perspektywie czasowej, co jest szczególnie widoczne w przypadku zaprezentowanych projektów. W ramach projektu INsPIRE powstają tanie przenośne systemy fotoniczne wykorzystujące podczerwień średnią, instalowane na układach, które są w stanie wykrywać cząsteczki – dzięki nim będziemy w stanie lepiej poznać zasady działania żywych organizmów oraz sztucznie wytworzonych materiałów. Uczestnicy projektu BrightSens zajmują się z kolei syntezą nowatorskich superjasnych nanocząstek fluorescencyjnych, które pozwolą na wykrywanie biomolekuł. Podobny cel przyświecał uczestnikom projektu ABLASE, którzy wytworzyli spójne światło przy użyciu jednej żywej komórki ludzkiej oraz zielonych białek fluorescencyjnych. Zespół projektu AXSIS pracuje nad wytwarzaniem ultraszybkich impulsów elektronów i promieni rentgenowskich w celu zbadania, w jaki sposób są inicjowane złożone reakcje biochemiczne. Czerpiąc inspirację z natury, zespół projektu SeSaMe wytwarza struktury fotoniczne na bazie łatwo dostępnych w naturze biopolimerów, torując drogę do zrównoważonej produkcji urządzeń optycznych. Kolejny projekt – INTERACT – realizuje nowatorskie podejście oparte na ciekłych kryształach zawierających nanowłókna, wykorzystywane do wytwarzania miękkich i elastycznych materiałów, które integrują inteligentne funkcje na potrzeby ubieralnych urządzeń fotonicznych. Aby zapewnić sprawne przetwarzanie energii ze światła słonecznego, w ramach projektu TripleSolar naukowcy dokonali syntezy cząsteczek organicznych, które pozwalają na niezwykle sprawne przetwarzanie energii słonecznej w paliwo wodorowe. Skupieni wokół projektu QnanoMECA badacze dążą do umożliwienia lewitacji nanocząstek za pomocą lasera w komorze próżniowej – ich sukces może przyczynić się do opracowania nowych rodzajów czujników i umożliwić badania w zakresie mechaniki kwantowej. Projekt SECON zajmuje się z kolei opracowywaniem skaningowego mikroskopu elektronowego, który pozwoli na badanie oddziaływania światła i elektronów w nanoskali. Powstała dzięki projektowi technika badawcza może znaleźć zastosowanie w fotowoltaice, oświetleniu półprzewodnikowym, komunikacji kwantowej i metrologii. Uczestnicy ostatniego z prezentowanych projektów – FoQAL – budują interfejsy nanofotoniczne, które mają pozwolić na ujawnienie nigdy wcześniej nieobserwowanych zjawisk kwantowych występujących pomiędzy światłem i atomami. Projekty zaprezentowane w ramach najnowszego wydania broszury Results Pack stanowią tylko kilka przykładów na to, w jaki sposób fotonika może zmienić oblicze technologii i wpłynąć na nasze codzienne życie. Wszystko wskazuje na to, że ta innowacyjna dziedzina nauki otworzy przed nami drogę do interesujących i nowych możliwości na przyszłość, przekraczając granice możliwości konwencjonalnych technologii.