Frank Koppens i Turgut Durduran: "Aviat podrem mesurar més paràmetres de salut, d'una forma menys vulnerable per al moviment i amb una menor despesa de bateria en 'wearables' amb grafè"
Frank Koppens és físic i lidera el grup de Nano-optoelectrònica de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO). Recentment, va ser el coordinador científic i tecnològic del pavelló que el Mobile World Congress 2016 va dedicar per primera vegada al material en què ha basat la seva trajectòria, el grafè.
El també físic Turgut Durduran és el líder del grup d'Òptica mèdica del mateix centre d'investigació i treballa estretament en col·laboració amb els principals hospitals catalans.
Rigorositat i pensament crític són dues de les característiques que tot bon científic ha de tenir i els físics Frank Koppens i Turgut Durduran, professors ICREA a l'ICFO, no volen trencar aquesta regla d'or. I això que treballen conjuntament per aconseguir que el grafè, un material que els mitjans de comunicació han convertit en sagrat, pugui ajudar a resoldre alguns problemes també de la salut humana. Juntament amb Gerasimos Konstatatos, busquen aplicacions del grafè que els usuaris puguin portar còmodament a la roba o adherits al cos per tal de monitoritzar paràmetres rellevants de fitness que s'enviïn a l'ordinador o al metge.
Sovint sentim a parlar del grafè per referir-nos a avenços en electrònica però... Les aplicacions més revolucionàries d'aquest material seran en salut?
Turgut Durduran: Precisament en un camp com el de la salut és més difícil fer aquestes afirmacions perquè els avenços es produeixen molt lentament. Fins i tot el millor medicament triga molts anys a ser acceptat, usar-se i poder valorar el seu impacte. Tot i això, el grafè juntament amb l'electrònica, ens permetrà sens dubte monitoritzar milions de persones. Potser no canviarà les nostres vides en termes de convertir-nos en persones més sanes en un sentit clínic, però aquestes estadístiques que obtenim podrien portar a una forma de vida més saludable.
Frank Koppens: Està clar que els dispositius que portem ara no recullen, de moment, informació rellevant però el que passarà segur és que els sensors estaran a tot arreu, en dispositius externs i dins del nostre cos, i ens donaran informació sobre la nostra salut. I és el grafè, precisament, el que ajudarà a implementar aquestes aplicacions. Es pot dir que en uns anys tindrem un producte preparat pel mercat i si una companyia gran aposta per això, molta gent ho comprarà per monitoritzar la seva forma física. Però clar, a part, també busquem sensors més avançats que activin una alerta quan la salut d'un pacient s'estigui deteriorant.
Quines de les propietats del grafè són més valuoses per a desenvolupaments en el camp de la medicina?
F. K: Depèn una mica de l'aplicació però, aprofitant la seva lleugeresa i flexibilitat, estem utilitzant el grafè com un sensor òptic fent-lo més portable i permetent que encaixi millor en el cos. A més, treballem en sensors mèdics que seran introduïts dins del cos i, en aquest sentit, és bo que sigui biocompatible perquè està compost només d'àtoms de carboni.
Al Pavelló que el Mobile World Congress va dedicar al grafè es van presentar, entre d'altres, uns sensors d'aquest material que permeten detectar l'activitat elèctrica del cervell. Per a quins fins servirien?
F. K: Monitoritzar l'activitat cerebral, com els nostres companys del ICN2 estan provant ja amb ratolins, pot ajudar a predir atacs epilèptics o frenar la malaltia de pàrkinson, ja que una altra propietat important del grafè és que és un bon conductor elèctric.
T. D: Es trigarà anys en què una aplicació així estigui al mercat perquè ens referim aposar el sensor amb grafè dins el cos. En aquest sentit, hi ha moltíssimes aplicacions potencials aprofitant aquesta propietat com tractaments de radioteràpia més precisos. M'atreveixo a dir que aquest és el terreny que tothom vol abordar amb tots els nous materials perquè el realment difícil és dirigir-se a les cèl·lules dolentes i no a totes. Tots ho estem intentant i alguna cosa bona en sortirà.
De moment, el grafè pot usar-se per wearables de monitorització de la salut. Quins paràmetres ens pot ajudar a mesurar?
F. K: Som capaços de mesurar el ritme cardíac i l'oxigen en sang, entre altres paràmetres.
Si haguessiu d'apostar, quines malalties poden tenir més esperances posades en aquest material?
T.D: Amb una població cada dia més envellida, ens trobem amb més persones amb potencials alteracions dramàtiques a la seva salut o que ja han patit algun problema anteriorment, com algun atac de cor o una fallada renal. Si pots monitoritzar aquests valors, també pots alertar-los abans de què una cosa dolenta passi o bé avisar emergències en el moment en què succeeixi. L'impacte posititu seria enorme per altres malalties que ja coneixem i que estem intentant abordar. A més, estem estudiant la detecció d'altres paràmetres dels quals encara no podem parlar però que suposarien grans canvis en altres malalties.
Què diferencia el grafè d'altres materials?
F. K: Ja hi ha tecnologies que fan part del que estem explicant però o no ho fan molt bé o no encaixen bé amb el cos. Per això les empreses van acudir a nosaltres al Mobile World Congress, perquè el grafè pot ser capaç de satisfer aquestes funcions que falten: segurament serem capaços de mesurar més paràmetres, sent menys vulnerables al moviment i consumint menys bateria. El grafè té potencial per aconseguir-ho en uns anys i per això hi ha tant d'interès.
No obstant això, encara no estem en aquest punt. Quins són els principals obstacles per al seu ús?
F. K: Hi ha dues coses: primer que durant uns anys ens hem centrat en entendre les propietats del grafè i ara acabem de començar a provar aplicacions, cosa que porta temps. Però el segon aspecte va relacionat amb la producció. Volem ser capaços de fer, imagina, un milió de dispositius i tots han de ser iguals i comportar-se de la mateixa manera. Això és un repte perquè el grafè no es compra en un prestatge sinó que es produeix per a ús intern. Quan fas una cosa a tan petita escala es torna poc fiable. Ara la indústria ha de arriscar-se, invertir i crear cadenes de producció. El millor és que és un material barat (parlem de 10 cèntims per centímetre en produccions grans, deu vegades menys que els seus materials competidors, per exemple, en sensors òptics). El que passa és que necessitem fàbriques per fer-ho i això costa milions.
Si haguessiu d'imaginar els futurs titulars en premsa sobre grafè i salut, quins serien?
F. K: M'agradaria llegir alguna cosa més realista perquè si la gent no para de llegir que el grafè resoldrà el càncer, –i això no és una cosa que s'aconsegueixi ràpidament–, aviat ja no s'ho creurà. És més realista dir que el grafè permetrà millors wearables per a fitness en un futur proper.
Deixem de banda la revolució?
T. D: Jo no espero una revolució del grafè a la salut encara, però el material en si és revolucionari, ja que combina moltes propietats, amb tot el que promet i tot el que ja pot fer.
F. K: Podria ser una revolució però jo ja estaria molt content si porta els wearables que comentem perquè ja seria una cosa important: milions de persones podrien predir un atac de cor només portant-los
Els mitjans us ajuden o perjudiquen amb tantes notícies i expectatives amb el grafè?
F. K: Tenir els mitjans de comunicació al teu costat ajuda a augmentar la consciència del públic sobre el grafè, però massa notícies sobre la revolució fan que la gent esperi resultats ara. Cal entendre que la investigació de qualsevol tecnologia nova necessita el seu temps fins que arriba al mercat. Estic segur que als anys 50, John Bardeen no sabia si hi havia una revolució del transistor. Per això, nosaltres treballem per descobrir coses noves i mai sabem si serà una revolució o no perquè treballem amb el que és desconegut.