Etape II și III
Faza nr. 78b1
Responsabil: Dr. E. Axente
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Generarea controlată de nanopicături în dispozitive microfluidice pentru captare unicelulară (PARTIAL ETAPA II, III)"
Abstract: În cadrul acestui proiect, am realizat, caracterizat și testat funcționalitatea unei platforme inovative de generare controlată de picături monodisperse, cu volume reduse (<nL), în dispozitive microfluidice. Am descris pe scurt aspectele teoretice ale formării picăturilor și am prezentat tehnologiile de microfabricare a unor biocipuri hibride PDMS/sticlă și sticlă Foturan utilizând tehnici laser. Biocipul a fost asamblat și conectat la sistemul de perfuzare, iar apoi au fost efectuate teste în condiții de curgere specifice pentru generarea de picături. Am obținut picături cu diametrul de 40, 80 și respectiv 120 µm, ce corespund unor volume de 34, 268, și respectiv 905 pL. Am demonstrat că atât dimensiunile, cât și ratele de generare a picăturilor pot fi controlate ușor prin reglarea corespunzătoare a presiunilor și debitelor de curgere (pentru vâscozități fixe ale fluidelor). Am prezentat principalele aplicații ale microfluidicii pe bază de picături și am detaliat exemple privind sinteza de materiale, captarea și izolarea unicelulară în picături pentru aplicații biomedicale. Am demonstrat posibilitatea obținerii unor sfere polimerice cu diametre de 150 µm, prin generarea de picături ce conțin precursori organici (chitosan, fluoroglucinol, acid glicoxilic), urmată de iradierea acestora cu un LED UV la 365 nm.
Abstract grafic:
Faza nr. 86
Responsabil: Dr. T. Acsente
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Obținerea de nanoparticule de compuși metalici (oxizi, nitruri) pe baza metodei MSGA (pulverizare magnetron și agregare în flux de gaz și caracterizarea lor)"
Abstract: În cadrul INFLPR (Laboratorul Plasmă de Temperatură Joasă, grupul Procese în Plasmă pentru Materiale Funcționale și Suprafețe) a fost implementat în anii precedenți un sistem experimental pentru producerea nanoparticulelor de W folosind o sursă de clusteri bazată pe o metodă de plasmă: condensarea în flux de gaz inert a vaporilor metalici obținuti prin pulverizare magnetron (MSGA). Studiile efectuate în această etapă de proiect au evidențiat un nou mod de operare a sursei de clusteri. Astfel, în condiții experimentale specifice, plasma din sursă expandează în afara ei prin apertura de ieșire, înconjurând nanoparticule în timpul zborului lor către substrat. Modul MSGA-JET, observat de grupul nostru, este o noutate absolută în comunitatea științifică care studiază producerea de nanoparticule prin agregare în gaz. De remarcat că, aceeași sursă de clusteri poate funcționa atât în modul clasic, cât și în modul jet, tranziția între ele realizându-se prin ajustarea adecvată a poziției axiale a magnetronului. În cadrul etapei am pus în evidență faptul că ambele moduri de operare sunt utile pentru sinteza nanoparticulelor metalice, însă doar modul MSGA-JET este util în modificarea compoziției chimice a nanoparticulelor metalice, rezultând nanoparticule de tipul metal/compus metalic (core shell). Acest lucru se realizează prin injectarea în jetul de plasmă a unui gaz reactiv (N2, O2, C2H2). De asemenea, jetul de plasmă poate fi folosit cu substraturi sensibile la deteriorarea termică (hârtie, polimeri). Aceste aspecte sugerează că modul MSGA-JET are potențial aplicativ pentru dezvoltarea de dispozitive (senzori, etc.) bazate pe nanoparticule core-shell.
Abstract grafic:
Faza nr. 87
Responsabil: Dr. B. Mitu
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Obținerea de materiale nanocompozite pe bază de matrici polimerice cu proprietăți de compoziție și de suprafață controlate"
Abstract: În etapa de față a proiectului au fost sintetizate filme subțiri nanocompozite pe bază de argint si politetrafluoretilenă prin depunere de tip pulverizare magnetron utilizând metode secvențiale, simultane și respectiv din ținte multicomponente. Acestea au fost caracterizate în primul rând din punct de vedere al proprietăților compoziționale și morfologice, evidențiindu-se posibilitățile experimentale de control al chimiei și topografiei suprafeței. Materialele se remarcă prin formarea unei legături complexe la interfață între nanoparticulele de argint si matricea polimerică, evidențiată în spectrele de înaltă rezoluție de fotoelectroni excitați cu raze X în regiunea energiilor de legătură C1s la o energie de 369,4 eV, și asociată legăturii AgCxFyOz (x>2, y<3). Aceasta este cu atât mai pronunțată cu cât cantitatea de Ag în material este mai ridicată, și se formează atât în fază gazoasă în cazul depunerii simultane din două ținte, sau din ținte bicomponente, cât și la suprafața substratului, în cazul depunerii secvențiale. Materialele obținute prezintă efect de rezonanță plasmonică de suprafață, datorat prezenței NP de Ag în material, așa cum a fost identificat în urma evaluării constantelor optice în urma determinărilor spectroelipsometrice, și indice de refracție mult mai mare comparativ cu al matricii polimerice utilizate.
Abstract grafic:
Faza nr. 88
Responsabil: Dr. R. Cristescu
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Caracterizarea filmelor subtiri de materiale compozite nanostructurate si functionalizate bazate pe nanoparticule magnetice multifunctionale de tip „core-shell” obtinute prin MAPLE prin metode complementare de investigare morfologica"
Abstract: Am obținut două tipuri de nanoparticule de tipul miez-înveliș de Fe3O4 / acid para-aminobenzoic acoperite cu un strat intermediar secundar de argint. Învelișurile organice finale au fost construite din ftalocianină și, respectiv, flavonoidul dihidrat de quercetină. Nanomaterialele finale de tip miez-înveliș au fost asamblate sub formă de filme subțiri prin metoda MAPLE (evaporare laser pulsată asistată de matrice), pe substraturi de siliciu și sticlă optică. Filmele subțiri depuse prin MAPLE au fost caracterizate prin SEM și AFM. Atât filmele subțiri cât și nanoparticulele magnetice de tip miez-înveliș au fost investigate in vitro pentru a determina influența lor asupra morfologiei, viabilității și proliferării celulelor MG-63 (citotoxicitate, analiza ciclului celular). Am continuat cu demonstrarea proprietățile lor microbicide (testarea concentrației minime inhibitoare) și anti-biofilm (testarea concentraţiei minime de eradicare a biofilmului) pe tulpini bacteriene și fungice. Rezultatele obținute au dovedit că nanostructurile multifuncționale au proprietăți antimicrobiene și prezintă o bună biocompatibilitate. Prin urmare, filmele subțiri obținute ar putea fi utilizate în continuare pentru dezvoltarea de noi materiale bioactive, cu proprietăți antimicrobiene, utile în prevenirea, controlul sau eradicarea aderenței inițiale și formarea ulterioară a biofilmelor microbiene frecvent implicate în contaminarea diferitelor medii și produse, precum și în etiologia infecțiilor cronice și greu de tratat.
Abstract grafic:
Faza nr. 89
Responsabil: Dr. I. Antohe
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Utilizarea senzorului cu fibră optică bazat pe rezonanță plasmonică de suprafață (FO-SPR) pentru detecție de gaze"
Abstract: Cererea de senzori pentru detecţia amoniacului (NH3) este în creștere, datorită toxicității sale ridicate chiar și în concentrații mici. Mai mult, senzorii care detectează NH3 au o gamă largă de aplicații în sectoarele de activitate agricolă, industrială și medicală, cum ar fi în producția de îngrășăminte, de explozivi, de textile, de materiale plastice și de prelucrare a alimentelor. Prin urmare, este necesară dezvoltarea unui senzor reversibil și foarte sensibil pentru detecţia NH3.
În aceast context, pentru faza a treia a proiectului, au fost fabricați atât un senzor conductometric cât şi unul cu fibră optică care se bazează pe fenomenul de rezonanță plasmonică de suprafață (FO-SPR), folosind polianilina (PANI) ca material sensibil pentru detecţia NH3. Polimerul electro-conductiv PANi s-a dovedit a fi un material avantajos pentru producerea de dispozitive de detecţie a gazelor, având o sensibilitate foarte bună și timpi de răspuns scurţi. Senzorul conductometric planar a fost fabricat prin acoperirea unui substrat de alumină cu un film de aur utilizând un sistem de pulverizare catodică în plasmă şi o mască de evaporare, în timp ce stratul de PANI a fost sintetizat folosind reacţia de polimerizare chimică oxidativă. Senzorul FO-SPR a fost fabricat prin depunerea stratului de PANI pe un film subțire de aur folosind aceeaşi metodă de sinteză. Compoziția elementară și morfologia stratului de PANI au fost evaluate utilizând spectroscopia fotoelectronică cu raze X (XPS) și, respectiv, microscopia cu baleiaj de electroni (SEM).
Detecţia NH3 a fost efectuată la temperatura camerei și folosind o configurație pentru testarea detectorilor de gaze construită în cadrul INFLPR. Configurațiile de senzori propuse sunt foarte sensibile la NH3, au răspunsuri mici, precum și timpi buni de recuperare.
Abstract grafic:
Faza nr. 90
Responsabil: Dr. F. Garoi
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Studii privind caracterizarea fasciculelor laser cu emisie în domeniul THz"
Abstract: Regiunea spectrală între microunde și infrarosu, numită terahertz (THz), cuprinde unde electromagnetice care oscilează la frecvențe în intervalul 0,1 – 30 THz. Generarea sau detectarea radiației în domeniul THz s-a dovedit a fi destul de dificilă, în special din cauza prezenței surselor incoerente de fundal. Totuși, această radiație are proprietăți unice care o fac deosebit de atractivă pentru aplicații care variază de la imagistică bio-medicală, securitate și inspecția mărfurilor până la teledetecție și spectroscopie. Astăzi, cea mai accesibilă tehnică pentru înregistrarea sau măsurarea datelor în acest interval spectral, cu excepția spectroscopiei/imagisticii în domeniul temporal, este imagistica cu un singur pixel (SPI). Din acest punct de vedere, o anumită scenă THz poate fi obținută fie folosind tehnica de scanare raster (RS) sau cea de multiplexare (MS). Astfel, prin acest studiu, intenționăm utilizarea RS și MS pentru a obtine imagini la radiații submilimetrice și să demonstrăm aplicații precum spectroscopia cu transformata Fourier (FTS) și interferometria cu schimbare de fază (PSI). Atât FTS, cât și PSI sunt direct aplicabile la SPI, iar interferometria este un instrument de testare fiabil și non-invaziv.
Abstract grafic:
Faza nr. 91
Responsabil: Dr. I. Sandu
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Meta-retele senzoristice și fotonice pe bază de nanoparticule, fabricate prin autoasamblare"
Abstract: Prin folosirea unei țesături poliesterice care să ghideze fenomenul de auto-asamblare a unor sfere sub-micronice de polietilenă sau silică sau a unor sfere micronice de polistiren, pot fi construite cristale coloidale paternate (Metaretele), caracterizate prin forme diferite în cea de-a treia dimensiune comparativ cu direcțiile paralele la substrat. Forma paternului este dată de arhitectura țesăturii astfel încât se pot obține grile compuse din sfere împachetare fcc. Fiecare ochi al Metarețelelor obtinute prezintă pereți de forma unei prisme triunghiulare care are pe muchia superioară un singur rând de sfere. Interiorul fiecărei celule este format dintr-un monostrat de sfere. Metarețelele obținute prezintă un indice de refracție negativ, un comportament anormal la difracția prin transmisie a luminii și efectul de superprismă. Pot fi formate și pe substraturi curbe. Metarețelele obținute pot fi folosite drept măști litografice pentru litografia naturală rezultând structuri nanometrice ordonate cu efect de umbrire. Pot fi folosite de asemenea, drept matrițe pentru sinteza unor metarețele de tip invers-opal cu pereți structurați în cea de a treia dimensiune. Metaretelele formate din sfere de polistiren de dimensiuni mari (20 micrometri) pot fi infiltrate cu nanoparticule sau compozite polimer/nanoparticule și calcinate pentru a obține Metarețele pe bază de nanoparticule pentru a fi utilizate în biologie sau medicină ca și 3D hierarchical tissue scaffolds.
Abstract grafic:
Faza nr. 92
Responsabil: Dr. L. Gheorghe
Termen de predare: 10.12.2021
Titlu: "Dezvoltarea de cristale Nd:LYSB pentru emisie laser eficientă în domeniul spectral 1 µm. Medii ceramice de tip sesquioxide dopate cu ioni de pământuri rare pentru infraroșul apropiat"
Abstract: A. Un cristal laser de calitate înaltă 3.5 at.% Nd:LYSB cu topire aproape congruentă a fost crescut prin metoda Czochralski. A fost folosit un montaj termic special, iar compoziția topiturii, direcția de creștere, precum și vitezele de tragere și rotație au fost optimizate. A fost obținută emisie laser eficientă în regim de undă continuă (CW) la 1062 nm folosind ca sursă de pompaj o diodă laser la 807 nm cuplată cu fibra optică. Cristalul Nd:LYSB a generat o putere maximă de emisie de 2.20 W pentru o putere de pompaj absorbită de 4.20 W, având o eficiență a pantei mare de ηsa= 0.59 (în raport cu puterea de pompaj absorbită).
B. La nivel național, au fost obținute pentru prima dată ceramici policristaline transparente de tip x-at.% Nd:Y2O3 (x = 0.6, 0.8, și 1.0) cu simetrie cubică, prin reacție în fază solidă și proces de sinterizare în vid. Investigatiile structurale, morfologice și optice confirmă posibilitatea utilizării acestora ca medii laser ceramice pentru generarea de emisie laser în NIR (1.08 µm).
Abstract grafic:
