ÁMBITOS SOCIALES TRANSVERSALES

Dos Ámbitos Estratégicos transversales recorren la estructura científica del Centro, conectando actividades de las 5 Áreas de Investigación y proporcionando un marco común para abordar grandes retos científicos y sociales.

Eje Cuántico

Este eje engloba la investigación en materiales, fenómenos y conceptos que sustentan las futuras tecnologías cuánticas, basándose en una sólida y consolidada trayectoria desarrollada en el Centro a lo largo de los últimos años. Incluye materiales cuánticos, superconductividad, fenómenos relacionados con el espín, sistemas de baja dimensionalidad, estructura electrónica y transporte, así como la interacción entre el orden magnético y superconductor. Asimismo, abarca la fotónica y el desarrollo de dispositivos de base cuántica, desde sensores hasta elementos de memoria y plataformas vinculadas a cúbits. Al investigar cómo emergen los efectos cuánticos y cómo pueden controlarse en materiales y dispositivos, este eje sienta las bases físicas para las tecnologías de procesamiento de información, detección (sensing) y comunicación de próxima generación. El presente marco está diseñado para consolidar esta trayectoria reforzando la coherencia entre las actividades cuánticas, con el apoyo de la caracterización avanzada, la modelización de alta precisión —que se apoyará cada vez más en la IA— y una retroalimentación continua entre teoría y experimento.

OBJETIVOS

  • Investigar y controlar nuevos fenómenos cuánticos en materiales y nanoestructuras, centrándose en la emergencia e interacción de efectos cuánticos a escala atómica y en sistemas de baja dimensionalidad.
  • Diseñar y desarrollar materiales cuánticos, dispositivos y conceptos de sensórica, incluidos sistemas superconductores, basados en espín, de baja dimensionalidad y fotónicos, respaldados por metodologías avanzadas de caracterización, nanofabricación e integración de dispositivos.
  • Desarrollar e implementar algoritmos de computación cuántica para aplicaciones en ciencia de materiales, optimizando el uso de las plataformas de computación cuántica existentes para calcular propiedades de materiales y simular sistemas cuánticos relevantes.

Eje de Sostenibilidad

A

Este eje proporciona un marco unificador para un creciente conjunto de actividades de investigación desarrolladas previamente en el Centro, que se verán reforzadas mediante actuaciones específicas descritas en las secciones de metodología e implementación. Aborda materiales y procesos relevantes para la (foto)catálisis, la química de superficies, la gestión de la energía térmica, la captación y almacenamiento de energía y la purificación del agua, así como el desarrollo de (nano)materiales funcionales para aplicaciones biosanitarias tales como biosensores y neurotecnologías. Las técnicas de dispersión y los enfoques operando desempeñan un papel clave en el estudio de estos sistemas en condiciones de operación realistas, apoyados por la sinergia entre modelización teórica, diseño computacional y validación experimental. Este marco integra asimismo la modernización de las infraestructuras de fabricación y caracterización de materiales conforme a los principios de «diseño seguro y sostenible desde el origen» (safe and sustainable by design), respaldado por metodologías basadas en datos (IA/aprendizaje automático). Además, los estudios en curso se centran en comprender y controlar la disipación de energía en dispositivos electrónicos avanzados y procesadores, con el objetivo de reducir la huella energética de la electrónica de vanguardia.

OBJETIVOS

  • Desarrollar materiales y nanoestructuras para aplicaciones biosanitarias y de la salud, incluyendo nanopartículas funcionales, sistemas de materia blanda e interfaces diseñadas para detección, diagnóstico y fabricación avanzada, fundamentados en la física fundamental de materiales.
  • Desarrollar materiales y procesos para tecnologías energéticas sostenibles y la transición hacia bajas emisiones de carbono, abordando la conversión, almacenamiento y gestión térmica de la energía, así como la construcción sostenible, mediante estudios de física fundamental de materiales sobre estructura, dinámica, mecanismos de transporte y estabilidad en condiciones reales de funcionamiento.
  • Diseñar y desarrollar materiales asistidos por inteligencia artificial para la remediación ambiental, inspirados en los principios de la economía circular, haciendo frente a la contaminación en aire, agua y suelo mediante tecnologías innovadoras de detección, filtración, separación y catálisis que minimicen el uso de materias primas y el impacto ambiental.