Proiect 4: Cercetări aplicative cu laseri, plasmă şi radiaţii destinate dezvoltării de tehnologii emergente (în domeniul sănătate, energie, securitate şi mediu)

Denumirea Programului Nucleu:

Cercetări avansate de laseri - plasmă - radiaţie - spaţiu

Acronim: LAPLAS IV
Contractul nr.: 4N/2016
Denumirea obiectivului: "Cercetări avansate folosind laseri, plasmă şi radiaţii destinate domeniilor de specializare inteligentă şi de interes public"

Titlul proiectului: "Cercetări aplicative cu laseri, plasmă şi radiaţii destinate dezvoltării de tehnologii emergente (în domeniul sănătate, energie, securitate şi mediu)"

Proiectul 4: PN 16 47 01 04
Director de proiect: Dr. TISEANU Ion

În contextul integrării rezultatelor obţinute în activitatea de cercetare cu cerinţele pieţei şi ale beneficiarilor, un interes cât mai mare trebuie acordat dezvoltării şi focalizării cercetării aplicative către creşterea competitivităţii prin inovare şi transferul cunoştinţelor spre beneficiari economici.

În concordanţă cu misiunea INFLPR, prezenta propunere de proiect are ca scop dezvoltarea unor materiale şi tehnologii avansate ce utilizează laserii, plasma sau radiaţia şi destinate tehnologiilor emergente în domeniile: energii noi şi regenerabile, sănătate, mediu şi bioeconomie, tehnologia informaţiei şi a comunicaţiilor, spaţiu și securitate, tehnologii noi şi emergente şi materiale avansate. Propunerea de proiect va contribui la realizarea Obiectivului specific D. al Programului Nucleu INFLPR: Cercetări aplicative cu laseri, plasmă și radiații destinate dezvoltării de materiale avansate în vederea utilizării lor în tehnologii emergente în domeniile energie, mediu, sănătate, spațiu și securitate. Propunerea curentă are şi scopul acoperirii verigii lipsă între activităţile de cercetare fundamentală/aplicativă din INFLPR şi cerinţele companiilor din cluster-ul MHTC şi din economia ţării. Acest scop se propune a fi atins, printre altele, prin racordarea resursei umane de excepţie a INFLPR la infrastructura de cercetare deosebită din cadrul Centrului de Tehnologii Avansate cu Laser - CETAL.

Acestea fiind spuse, obiectivul principal al proiectului va consta în creşterea recunoaşterii naţionale şi internaţionale a capabilităţii Institutului pentru inovare şi transfer tehnologic prin extinderea activităţilor CDI existente şi abordarea de tematici noi în următoarele domenii de specializare inteligentă:

• OG1. Materiale şi tehnologii pentru dezvoltarea de forme de energie noi și regenerabile
• OG2. Materiale și tehnologii pentru sănătate, mediu şi bioeconomie
• OG3. Tehnologia informaţiei şi a comunicaţiilor, spaţiu și securitate
• OG4. Tehnologii noi şi emergente şi Materiale avansate

După cum se observă în lista de mai sus obiectivele propunerii de proiect se aliniază domeniilor de specializare inteligentă şi domeniilor de prioritate publică aşa cum au fost definite în Strategia Naţională de Cercetare-Dezvoltare şi Inovare 2014-2020.

In cadrul tematicii generale „OG1: Materiale şi tehnologii pentru dezvoltarea de forme de energie noi și regenerabile” sunt vizate următoarele obiective specifice (OS):

• OS 1.1 Investigarea de noi materiale nanostructurate produse prin metode laser cu aplicaţii în celule solare.
• OS 1.2 Materiale pentru aplicaţii din domeniul fuziunii nucleare: acoperiri dure pentru componentele primului perete tokamak
• OS 1.3 Tehnici numerice avansate pentru diagnoza şi controlul plasmei de fuziune în condiţii experimentale reale.

Aspectele care ţin de domeniul „OG2: Materiale și tehnologii pentru sănătate, mediu şi bioeconomie” vor fi abordate în cadrul următoarelor direcţii:

• OS 2.1 Aplicarea plasmei netermice în depoluarea apei contaminate. Aplicaţii în agricultura
• OS 2.2 Sinteza, procesarea şi caracterizarea materialelor ceramice pentru încapsularea produşilor de fisiune radioactivi
• OS 2.3 Investigarea propagării unor fascicule structurate prin medii turbulente şi/sau medii cu structură microscopică dinamică pentru obţinerea neinvazivă a imaginilor şi detecţie optică
• OS 2.4 Platformă imagistică multimodală pentru dezvoltare de nanomateriale pentru teranostică şi cercetări inovative în biotehnologie
• OS 2.5 Cercetări privind dezvoltarea unui sistem imagistic hiperspectral ce utilizează un interferometru ca element dispersiv, cu aplicaţii în domenii ca: mediu şi sănătate

Domeniul „OG3: Tehnologia informaţiei şi a comunicaţiilor, spaţiu și securitate” este reprezentată de studii privind:

• OS 3.1 Sinteza şi optimizarea unor structuri de senzori cu selectivitate ridicată la detecţia de gaze specifice
• OS 3.2 Determinarea caracteristicilor transportului razelor cosmice şi al particulelor vântului solar
• OS 3.3 Filme nanostructurate obţinute prin tehnici laser combinate utilizate în senzori de gaze toxice

Cele mai numeroase obiective specifice vor fi ţintite în aria tematică ”OG4: Tehnologii noi şi emergente şi Materiale avansate”

• OS 4.1 Structuri avansate de laseri cu corp solid pompaţi cu diode laser pentru aprinderea de combustibil în motoarele cu ardere internă.
• OS 4.2 Sinteza şi micro/macro-procesarea materialelor avansate cu tehnologii laser
• OS 4.3 Sinteza în plasmă de structuri planare cu alternanţă de proprietaţi în condiţii de reproductibilitate
• OS 4.4 Sinteza amestecurilor de hidrogel superabsorbant cu grafenă şi investigarea compuşilor cu activitate chirală din produse medicale, în câmp de radiaţii ionizante
• OS 4.5. Cercetări experimentale privind sudarea laser a materialelor metalice
• OS 4.6 Dezvoltarea şi aplicarea sistematică a tehnicilor de control nedistructiv existente în INFLPR ca metode de monitorizare a asigurării calităţii serviciilor de micro-macroprocesare prin tehnici laser, plamă şi radiaţii.

Întregul proiect va beneficia de dezvoltarea şi implementarea de tehnici informaţionale pentru modelare numerică avansată, stocare şi manipulare de date în scopul facilitării accesului la cercetări avansate de laseri şi plasmă cu aplicaţie în sănătate, spaţiu şi securitate.

Tematica CDI abordată în proiect are corespondenţă în obiectivele (Ob) strategice ştiinţifice şi direcţiile de cercetare (D) din Planul de Dezvoltare Instituţională pe perioada 2015-2020 cum ar fi:

• Ob. #3. Studii avansate ale plasmei în domeniul energiei de fuziune (EURATOM) şi a proceselor de tip eco-nano-bio
• D 3.3. Procese avansate pentru chimia plasmei şi cataliză, generare de energie verde şi regenerabilă, analiza ambientală şi elementală;
• D 3.4. Cercetare de fuziune integrată prin proiecte internaţionale de anvergură (JET, ITER, DEMO) sub egida programului EURATOM.
• Ob. #4. Aplicaţiile industriale şi biomedicale ale procesării fotonice şi cu plasma.
• D 4.2. Cercetări asupra producerii de materiale biomedicale şi tehnologii pentru aplicaţii în stiinţele vieţii folosind laserii şi plasma.
• D 4.3. Tehnologii de acoperire ultra rezistente în condiții extreme pentru domeniul laserelor de mare putere, a fuziunii şi fisiunii.
• D 4.4 Tehnici avansate de raze X pentru asigurarea calităţii tehnologiilor în fuziune / fisiune/ industria aerospatială/ securitate.
• D 4.5 Tehnologii de procesare cu laseri, plasma şi radiatie a unor noi produse.
• D 4.6 Aplicaţiile acceleratoarelor de electroni, implantării cu ioni şi a surselor de plasmă în industrie şi protectia mediului.

Dat fiind caracterul de finanţare de bază al Programului Nucleu, ne propunem şi abordarea unor tematici noi precum: acoperiri dure, pentru funcţionare în condiţii extreme - acoperiri destinate interacţiilor cu plasmă ultrafierbinte din instalaţiile de fuziune; acoperiri destinate opticii care funcţionează în motoarele cu ardere internă, teranostică (terapie+diagnostică) cu raze X şi nanoparticule multifuncţionale. În general, tematicile abordate vor reprezenta direcţii de cercetare pentru următorii ani, cercetarea urmând să fie continuată în cadrul unor proiecte specifice ale planurilor naţionale şi europene.