Etapa 1 - P2 2016

Shema de realizare a proiectului



Faza nr. 1

Responsabil: Dr. Felix SIMA

Termen de predare: 13.05.2016

Titlu: "Retele ordonate de carbon mezoporos obtinute din precursori polimerici prin sinteza laser"

Abstract: In acest proiect ne-am propus sa obtinem materiale pe baza de carbon printr-un procedeu nou „soft-template” asistat de fascicul laser, recent implementat de catre noi. Aceasta metoda eco-inovatoare implica iradierea cu fascicul laser pulsat a unor solutii lichide de materiale provenite din surse naturale de carbon (precursori extrasi din plante). Urmarim astfel sinteza unor materiale hierarhizate pe baza de carbon prin utilizarea unor „templates”-uri (surfactanti) cu lanturi de carbon de lungimi diferite ce pot induce formarea unor pori de dimensiuni variate. Tratamentul laser (iradierea) va influenta in egala masura porozitatea si structura carbonului la scala micro- si nanometrica si, eventual, va imbunatati conductivitatea electronica, o caracteristica fundamentala in numeroase domenii. Aceste performante vor fi imbunatatite prin adaugarea unor hetero-atomi precum N si O sau a altor compusi metalici sub forma de nanoparticule. Originaliatea poiectului este data de implementarea unor metode de sinteza laser pentru fabricarea materialelor carbonice organizate si pentru modificarea lor. Aceste metode nu au fost exploarate pentru materialele vizate si reprezinta o adevarata provocare pentru obtinerea de morfologii, structuri si proprietati diverse interesante in domenii precum stocarea de energie sau eliberarea controlata de medicamente.

Faza nr. 2

Responsabil: Dr. Angela STAICU

Termen de predare: 13.05.2016

Titlu: "Obtinerea si caracterizarea emisiei de tip lasing de catre micropicaturi continand coloranti laser"

Abstract: S-a obtinut si caracterizat emisia de radiatie de tip lasing de catre micropicaturi suspendate continand solutii dopate cu colorant laser. Picaturile cu volum de ordinul microlitrilor au fost generate cu un dispenser controlat de calculator din solutii de Rodamina 6G in apa ultrapura la concentratii variind intre 10-5 M si 10-3 M.Pompajul optic al picaturilor s-a realizat cu a doua armonica (SHG) a unui laser pulsat Nd:YAG (lungime de unda 532 nm, durata pulsului la semi inaltime 6 ns, rata de repetitie 10 pps). Energia de excitatie a variat intre 6mJ si 18 mJ. Caracteristicile radiatiei emise (lungime de unda, largime de banda, intensitate) au fost analizate functie de volumul picaturii, concentratia colorantului, energia radiatiei de pompaj si geometria de colectare.

Faza nr. 3

Responsabil: Dr. Gyorgy ENIKO

Termen de predare: 13.05.2016

Titlu: "Caracterizarea fizico-chimică a nanomaterialelor compozite alcatuite din oxizi ale metalelor de tranzitie si nanoparticule de carbon obținute prin tehnici laser"

Abstract: Principalul obiectiv al acestui proiect este îmbunătăţirea semnificativă a activităţii fotocatalitice ale materialelor compozite alcătuite din oxizi ale metalelor de tranziţie şi nanonateriale de carbon. Metodologia laser propusă permite reducerea şi dopajul nanoparticulelor de carbon, depunerea de nanostructuri cristaline şi crearea de structuri de carbon poroase. Se preconizează ca toate aceste efecte să contribuie la imbunataţirea randamentul procesului fotocatalitic.
Datorită activităţii fotocatalitice, TiO2 este de interes pentru aplicaţii de mediu, cum ar fi conversia şi stocarea energiei solare sau disocierea fotocatalitică a compuşilor organici pentru tratarea şi decontaminarea apelor, precum şi purificarea aerului. De asemenea, suprafeţele de TiO2 sunt hidrofobe. Proprietatea de auto-curăţare este un efect determinat atât de caracteristicile hidrofile sau hidrofobe ale materialelor cat şi a reacţiilor fotocatalitice. Ca o consecinţă, acoperirea materialelor cu suprafeţe de straturi hidrofobe le conferă proprietăţi de interes pentru multe domenii tehnologice, de exemplu microfluidica, dispozitive fotovoltaice, dispozitive biomedicale, suprafete anti-bacteriene.
Cu toate acestea, eficienţa fotocatalitica a TiO2 este limitată datorită recombinărilor rapide ale purtătorilor de sarcină foto-generate. S-a dovedit că formarea de nanocompozite având component de bază TiO2 cu diferiţi dopanţi cum ar fi metale nobile, anioni, nanomateriale de carbon conduce la îmbunătăţirea eficienţei fotocatalitice ale suprafeţelor de TiO2. În cadrul acestei faze raportăm sinteza şi depunerea de materiale nanocompozite bazate in TiO2 prin metoda evaporării laser asistată matriceal (MAPLE).

Faza nr. 4

Responsabil: Dr. Andreea GROZA

Termen de predare: 15.07.2016

Titlu: "Straturi de interfata nanometrice pentru cresterea adeziunii filmelor depuse"

Abstract: In cadrul prezentei faze sunt prezentate rezultatele obtinute in urma generarii in descarcari corona la presiune atmosferica, intr-o geometrie multi-varfuri – electrod plan, de straturi polimerice in scopul utilizarii acestora ca straturi de interfata pentru diferite tipuri de depuneri. Straturile polimerice au fost analizate prin tehnici complementare cum ar fi: spectroscopie optica cu descarcare luminiscenta, GDOES, spectrometrie de infrarosu cu transformata Fourier, FTIR, spectroscopie de fotoelectroni de raze X, XPS, precum si microscopie electronica de baleiaj, SEM. Prin utilizarea polimerilor (polidimetilsiloxani) ca straturi de interfata a fost analizata influenta lor asupra proprietatilor fizico-chimice si morfologice ale depunerilor de hydroxiapatita dopata cu Zn (Zn:HAP) precum si rolul acestora in procesul de crestere a aderentei depunerilor Zn:HAP la substrat.

Faza nr. 5

Responsabil: Dr. Florian DUMITRACHE

Termen de predare: 15.07.2016

Titlu: "Sinteza prin piroliza laser de nanoparticule bimetalice pe baza de fier"

Abstract: Sunt indicate solutii adoptate pentru a prepara prin piroliza laser nanoparticule pe baza de fier in combinatie cu alte elemente; principalul vizat fiind Si, dar sunt trecute in revista si experimentele realizate utilizand precursor de fier in combi cu cei de Co, Sn, Ti si Zn. Sunt prezentate conditii particulare de sinteza pentru pulberi nanometrice punand accentul pe acelea ce au condus la obtinerea de pulberi avand compozitie si morfologie utila unor eventuale aplicatii.
Au fost sintetizate nanoparticule compozite tip miez - invelis pe baza de Fe-Si obtinand o paleta diversa de structuri nanocristaline pornind de la fier metalic si carburi de fier dopate cu Si, pana la amestec de siliciuri de fier sau siliciuri de fier si nanocristale de Si. In unele cazuri se evidentiaza prezenta la suprafata a gruparilor functionale tip silanol, acestea avand un potential ridicat in captarea unor tipuri de compusi organici. Deasemeni sunt descrise studiile experimentale vizand nanoparticule omogene pe baza de Fe-Si, atingand compozitii cristaline diverse: amestecuri de siliciu- siliciuri de fier si fier sau oxid de fier. Sunt descrise experimente de sinteza de nanoparticule cu ponderi diferite de Fe si Sn. Au fost sintetizate nanostructuri oxidice pornind de la compozitii precursoare diverse: pe baza de Fe si Sn. Studiile experimentale utilizand precursori pe baza de Fe si Co identifica configuratii potrivite in care se obtin nanoparticule compozite tip miez cristalin bimetalic: Fe-Co (C) si invelis pe baza de carbon. Un ultim set de experimente evalueaza conditiile de sinteza pornind de la un amestec reactiv ce contine precursori de fier si zinc si face corelatie intre raportul elemental Fe/Zn dintre precursori si nanopulberile sintetizate.

Faza nr. 6

Responsabil: Dr. O. TOMA

Termen de predare: 3.08.2016

Titlu: "Metode de caracterizare spectroscopica a materialelor optic imprastietoare (nanopulberi, ceramici) dopate cu ioni de pamanturi rare"

Abstract: Au fost sintetizate probe ceramice (pastile) din materialul cristalin partial dezordonat langatat (La3Ga5,5Ta0,5O14, LGT), dopat cu erbiu in concentratie de 3.0 at.%, prin reactie in faza solida. Materialul a fost taiat la o grosime cat mai mica (0.24 mm) pentru a reduce efectele imprastierii luminii asupra spectrelor optice ale Er3+.
Au fost obtinute (pentru prima data in materiale optic imprastietoare) spectre de absorbtie din stari excitate, in domeniul spectral 400-750 nm, folosind o schema in dubla modulare, cu pompajul asigurat de o dioda laser la 978 nm. Spectrele au fost calibrate folosind spectrul de absorbtie din starea fundamentala (calibrat in prealabil cu ajutorul formalismului Judd-Ofelt extins la medii imprastietoare) si separate de contributia emisiei stimulate si de cea a luminescentei. Aceste contributii sunt observate experimental in spectrele masurate. Pentru separarea lor si calibrarea spectrelor, a fost propus un model matematic simplu care ia in considerare si contributia luminescentei la spectrele obtinute.
Diversele tranzitii prezente in spectrul masurat experimental au fost identificate si discutate; tranzitiile dominante numeric si prin intensitate sunt cele care au ca nivel initial nivelul 4I13/2, pentru acestea putand fi determinate cu precizie sectiunile eficace de absorbtie. Nivelul 4I11/2 este mult mai slab populat, iar procesele de absorbtie care il au ca nivel initial si pot fi observate experimental sunt putine si neglijabile ca intensitate.