Shema de realizare a proiectului 19 15 01 01 - Anul 2019 - Etapa a II-a
Faza nr. 11b
Responsabil: Dr. E. Axente
Termen de predare: 13.09.2019
Titlu: "Proiectare, caracterizare şi testare a unei platforme pentru controlul curgerii în dispozitive microfluidice - Partea II (Caracterizarea şi testarea)"
Abstract: În cadrul acestui proiect, am realizat design-ul unei platforme microfluidice inovative, atât într-o variantă de bază, cât şi una complexă, cât şi caracterizarea şi testarea acesteia pentru curgerea controlată a două lichide diferite. De asemenea, am realizat un protocol tehnologic pentru micro-fabricarea unui dispozitiv microfluidic hibrid (sticlă – PDMS), ce poate fi utilizat în amestecarea controlată a lichidelor. Biochipul a fost asamblat şi conectat la platforma de perfuzare, iar apoi a fost testat în condiții de curgere specifice.
Mai mult, am investigat prin spectrofotometrie UV-Vis diverse soluții biologic relevante, ca de exemplu: ser fetal bovin, mediu celular, apă şi diluții ale acestora. Am efectuat măsurări pentru 11 concentrații diferite ale fiecărei soluții, urmărindu-se identificarea valorii maxime a absorbanţei pentru fiecare concentrație. Scopul acestor studii a fost trasarea curbelor de calibrare, ce vor fi utilizate ca şi referință pentru determinarea in situ şi în timp real a concentrațiilor unor soluții perfuzate prin dispozitivele microfluidice. Posibilele aplicații se referă la amestecarea controlată a două lichide biologice ce conțin concentrații egale sau diferite de medicamente pentru aplicații biomedicale sau pentru sinteza de nanomateriale noi prin realizarea de reacții chimie controlate în chip.
Abstract grafic:
Faza nr. 12
Responsabil: Dr. A. Petriş
Termen de predare: 13.09.2019
Titlu: "Procese neliniare de ordinul trei excitate în cristale de GaN de pulsuri laser ultrascurte"
Abstract: Nitrura de galiu (GaN) este un material semiconductor binar III / V cu bandă interzisă directă şi largă (Eg= 3,39 eV), important pentru fotonică datorită proprietăţilor sale optice (liniare şi neliniare), chimice, mecanice şi posibilităţii de integrare cu Si.
Energia fotonilor la lungimea de undă λ = 1550 nm, utilizată în studiul realizat, Eph = 0,8 eV, este de peste patru ori mai mică decât banda interzisă a cristalului GaN. La această lungime de undă nu numai absorbţia de un foton, ci şi procesele de absorbţie de doi şi trei fotoni nu pot excita tranziţii rezonante în GaN. Ca urmare, neliniaritatea optică excitată în GaN de pulsuri de femtosecunde la λ = 1550 nm este nerezonantă. In acest caz, răspunsul optic neliniar de origine electronică, responsabil de generarea armonicii a treia este produs prin procese care implică nivele virtuale de energie, fiind extrem de rapid (timp de răspuns < 1 fs).
In acest studiu am investigat neliniaritatea optică de ordinul trei ultrarapidă a unui cristal de GaN, excitată cu pulsuri laser ultrascurte (120 fs), cu rata de repetiţie mare, la lungimea de undă de 1550 nm, printr-o metodă optică directă, generarea armonicii a treia. In pofida posibilităţii de apariţie a efectelor neliniare cumulative termo-optice (datorate ratei mari de repetiţie a pulsurilor laser ultrascurte), acestea nu pot fi responsabile de generarea armonicii a treia, efectul optic neliniar ultrarapid de origine pur electronică fiind singurul implicat în acest proces. Astfel, generarea armonicii a treia optice este o metodă importantă de investigare a răspunsului neliniar ultrarapid, permiţand determinarea directă a susceptibilităţii optice neliniare de ordinul trei, datorată exclusiv proceselor electronice induse de lumină în materialul investigat.
Generarea armonicii a treia în GaN s-a făcut utilizand un montaj experimental de laborator realizat de noi. Puterile optice foarte mici ale armonicii a treia (~ pW) au fost măsurate implementând o metodă de măsurare propusă de noi, cu o cameră foto uzuală utilizată ca powermetru ultrasensibil prin calibrarea acesteia cu o procedură specială introdusă de noi.
Am determinat parametrii neliniarităţii refractive de ordinul trei ai cristalului de GaN - susceptibilitatea optică neliniară de ordinul trei şi indicele de refracţie neliniar corespunzător.
Studiul răspunsului optic neliniar de ordinul trei al GaN este important atât pentru investigarea proceselor de interacţiune lumină – material, cât şi pentru functionalităţi fotonice bazate pe procesele optice neliniare excitate de lumină.
Abstract grafic:
Dependenţa experimentală a intensităţii armonicii a treia ITH generată în cristalul de GaN de intensitatea IFH a fasciculului fundamental incident (λ = 1550 nm, τ ~ 120 fs), fitată cu un polinom de gradul trei. Puterea medie foarte mică (~pW) a fasciculului TH este măsurată prin prelucrarea imaginilor spotului laser al armonicii, achiziţionate cu o cameră uzuală, special calibrată cu o procedură introdusă de noi.
Inset: imaginea spotului fasciculului TH pentru IFH=2.29 GW/cm2 şi un timp de expunere de 0,96 ms.
Faza nr. 13
Responsabil: Dr. C. Surdu-Bob
Termen de predare: 14.10.2019
Titlu: "Sinteza şi caracterizarea straturilor cu conţinut de nitrură de carbon folosind o plasmă anodică de înaltă tensiune"
Abstract: Prin implementarea proiectului s-a urmărit explorarea capabilităţilor noii surse de plasma C-HVAP în ceea ce priveşte obţinerea controlată a formelor alotrope dorite ale nitrurilor de C.
Interesul pentru acopririle de nitrură de carbon se datorează proprietăţilor fizice, mecanice, electrice, optice şi optoelectronice de excepţie ale acestui tip de material, precum şi datorită stabilităţii acestor proprietăţi chiar şi în condiţii extreme de temperatură, coroziune chimică şi umiditate.
În această etapă a fost studiată posibilitatea realizării de depuneri de straturi subţiri cu conţinut de nitrură de carbon. Pentru aceasta, s-au realizat o serie de configuraţii ale electrozilor sursei Compound-High Voltage Anodic Arc Plasma (C-HVAP) şi s-a studiat influenţa parametrilor de depunere (parametri electrici, flux de gaz) asupra compoziţiei acestora. Straturile au fost caracterizate optic şi de asemenea, s-a măsurat duritatea acestora. Compoziţia straturilor a fost determinată cu XPS.
Analiza compoziţiei straturilor a permis observarea unei diferenţe majore între configuraţiile de electrozi utilizate. În cazul folosirii plasmelor de azot şi carbon localizate, cantitatea de legături chimice azot-carbon nu a depăsit 3% din totalul legăturilor C, N şi O, în timp ce configuraţia în care doar plasma de carbon este localizată a dat straturi cu conţinut de azot între 10 şi 28%. Spectrele XPS au evidenţiat existenţa atât a legăturilor triple βC3N4 cât şi a celor duble C3N4 grafitice (C=N), în proporţii diferite în funcţie de condiţiile experimentale. În concordanţă cu compoziţia, duritatea măsurată cu o apăsare de 10 g a straturilor polimorfe obţinute pe substrat de Si a ajuns până la 1081 HV, în timp ce cea a substatului a fost de 840 HV. Menţionăm că straturile obţinute în configuraţia în care numai plasma de carbon este localizată contin impurităţi de diverse metale, cel mai probabil provenite de pe suprafeţele din incinta de vid, precum şi cantităţi de oxigen semnificative.
Masurările de transmisie UV-viz arată spectre similare ale straturilor din cadrul aceleiaşi configuraţii de electrozi, variaţiile de intensitate fiind numai legate de grosime. Aliura spectrelor de transmisie în IR pentru probele din configuraţia cu surse localizate sugerează existenţa legăturilor C-O şi/sau C-N precum şi a legăturilor C=N.
În concluzie, s-au obţinut cu sursa de plasmă C-HVAP pentru prima dată straturi CNx cu conţinut de βC3N4, cu menţiunea existenţei impurităţilor de metal. Cercetările viitoare vor fi îndreptate către îmbunătăţirea sursei în vederea eliminării acestor impurităţi din compoziţia starturilor CNx şi de asemenea, pentru mărirea conţinutului de βC3N4.
Abstract grafic:
Faza nr. 14
Responsabil: Dr. L. Gheorghe
Termen de predare: 14.10.2019
Titlu: "Dezvoltarea de cristale Nd:LGSB pentru emisie laser eficientă în domeniul spectral 1µm. Ceramici transparente de tip granat dopate cu ioni de pământuri rare pentru infraroşu apropiat"
Abstract: A. Monocristale La0.64Gd0.41Sc2.95(BO3)4 - LGSB dopate cu 5.0 at.% ioni Nd3+ (Nd:LGSB) au fost crescute din topitură prin metoda Czochralski, pentru prima dată la nivel internaţional după cunoştintele noastre. Compoziţia materiei prime (compoziţia iniţială a topiturii), vitezele de tragere şi rotaţie, direcţia de creştere, precum şi rata de răcire a cristalelor până la temperatura camerei au fost optimizate, iar compoziţia chimică a cristalelor crescute a fost determinată ca fiind La0.721Nd0.046Gd0.452Sc2.781(BO3)4. Cristalele obţinute au dimensiuni de 10 - 12 mm în diametru şi 25 - 30 mm în lungime, sunt de calitate optică foarte bună, nehigroscopice şi stabile din punct de vedere chimic. Proprietăţile optic neliniare (NLO) şi spectroscopice ale cristalelor crescute au fost determinate, iar performanţele laser în regim quasi-continuu (durată a pulsului de 250 μs şi rata de repetiţie de 2 Hz) au fost de asemenea evaluate. Au fost investigate două probe, neacoperite antireflex, orientate paralel şi respectiv perpendicular pe direcţia axei c a cristalului, cu apertura de aproximativ 3.0 × 3.0 mm2 şi grosimi de 6.14 mm şi respectiv 2.96 mm. Pentru ambele probe s-a obţinut emisie laser la λem = 1061.97 nm (Δλem = 1.59 nm) cu eficientă foarte bună. Cea mai mare pantă a eficienţei (ηsa) a fost obţinută pentru oglinda cu transmisie T = 5%, iar valorile obţinute sunt de 71% şi respectiv 73% (în raport cu energia absorbită), pentru proba orientată paralel şi respectiv perpendicular pe direcţia axei c a cristalului, dovedind calitatea foarte bună a cristalelor Nd:LGSB crescute.
B. La nivel național, au fost obținute pentru prima dată ceramici policristaline transparente de tip granat
1.0 at.% Nd:YAG și 5.0 at.% Yb:YAG cu simetrie cubică, prin reacție în fază solidă și proces de sinterizare în vid. Investigațiile structurale, morfologice și optice confirmă posibilitatea utilizării acestora ca medii laser ceramice pentru generarea de emisie laser în NIR.
Abstract grafic:
Faza nr. 15
Responsabil: Dr. V. Dincă
Termen de predare: 14.10.2019
Titlu: "Dezvoltarea de bio‐platforme biocompatibile micro şi nanostructurate pentru studiul efectului topografiei asupra celulelor mamaliene ‐obţinerea şi analiza morfologică şi structurală de substraturi structurate prin ablaţie/texturare laser"
Abstract: Obţinerea şi analiza de suprafeţe microstructurate polimerice care să poată duce la o înţelegere a factorilor extracelulari asupra răspunsului celular in vitro, are o importanţă deosebită în aplicaţiile biomedicale, mai ales în cazul dispozitivelor implantabile. Este esenţial să înţelegem modul în care caracteristicile materialului pot influenţa răspunsul celular, implicit acceptarea sau respingerea implantului. Aşa numitele suprafeţe biomimetice obţinute artificial pot avea impact şi în biologia celulară, prin înţelegerea mecanismelor care duc la adeziune, apoptoza celulară. Aşadar, caracteristicile materialelor, dar mai ales ale suprafeţei, trebuie corelate atât cu tipul de celulă, cât şi cu aplicaţia urmărită. Metodele de micro- şi nano-fabricare oferă beneficii în dezvoltarea topografiilor 2D sau 3D în abordarea provocărilor actuale în ingineria tisulară. Producerea unor astfel de suporţi cu topografie variabilă prezintă interes pentru studiul influenţei proprietăţilor substratului asupra funcţiilor celulare, conducând comunitatea știinţifică la dezvoltarea recentă de noi tehnici de microfabricare de substraturi (ex. litografia, replicarea, texturarea laser, etc). In acest context obiectivul acestei faze a urmărit obţinerea de suprafeţe micro structurate multidimensionate în policarbonat prin ablaţie folosind un laser cu excimer asistat de măşti cu atenuare variabilă. Au fost obţinute şi caracterizate suprafeţe microstructurate polimerice pentru a fi folosite în studiul efectului caracteristicilor de suprafaţă asupra răspunsului celulelor mamaliene. Rezultatele prezentate au arătat că microtopografia substratului este un factor important în răspunsul celular, oferind perspective interesante în ceea ce priveşte folosirea topografiei pentru proiectarea viitoarelor sisteme de inginerie tisulară, dar şi pentru studiul mecanismelor celulare în timpul dezvoltării normale şi/sau progresiei tumorale.
Abstract grafic:
Faza nr. 16
Responsabil: Dr. N. Scărişoreanu
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Investigarea proprietăţilor fizico-chimice prin experimente de pompaj cu laseri cu pulsuri ultrascurte ale micro-nanostructurilor obţinute în condiţii de constrângeri structurale şi chimice."
Abstract: În cadrul acestei faze au fost obţinute straturi subţiri şi heterostructuri de materiale dielectrice care au fost investigate din punct de vedere morfologic, optic şi dielectric. Din punct de vedere morfologic au fost constatate diferenţe notabile între diversele tipuri de straturi subţiri dielectrice, cu variaţia valorii RMS de la 0.7 nm până la 17 nm. Din punct de vedere al indicelui de refracţie se obţin valori comparabile cu literatura de specialitate pentru toate cele trei materiale dielectrice, iar din punct de vedere al coeficientului de extincţie în cazul filmului de TiO2 acesta este mare în regiunea de lungimi de undă mici (valori perfect normale deoarece TiO2 atât în structura rutile cât şi în structura anatase prezintă o valoare a benzii interzise de 3.23 eV). În ceea ce priveşte filmele de YSZ şi HfO2, absorbţia optică (coeficientul de extincţie) este mică pe tot intervalul măsurat, cu o uşoară creştere la lungimi de undă din zona ultraviolet. Heterostructurile de HfO2/YSZ au prezentat un comportament dielectric superior straturilor individuale, dispersia în frecvenţă a constantei dielectrice şi a pierderilor dielectrice apărute cu creşterea frecvenţei câmpului electric aplicat sugerează existenţa unor defecte structurale intrinseci care conduc la creşterea curenţilor de scurgere. Acelaşi comportament a fost observat şi în cazul straturilor subţiri dielectrice individuale. Testele efectuate pentru determinarea pragului de ablaţie laser au arătat valori mai ridicate ale pragului de distrugere în cazul testelor făcute cu durate de puls de ordinul ns datorate unei intensităţi de energie mai mici aplicate la nivelul filmelor subţiri, în comparaţie cu pulsurile de fs. Cea mai ridicată valoare a pragului de distrugere a fost obţinută pentru heterostructura de oxid de hafniu depusă pe oxid de zirconiu stabilizat cu ytriu, pentru care s-au obţinut valori de 0.82 J/cm2.
Abstract grafic:
Faza nr. 17
Responsabil: Dr. G. Socol
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Dezvoltarea unui dispozitiv inovativ cu fibră optică bazat pe rezonanță plasmonică de suprafață (FO-SPR) pentru monitorizarea în timp real a interacţiilor bio-/moleculare"
Abstract: Plasmonii de suprafață (SP) sunt unde electromagnetice care se formează de-a lungul unei interfețe plasmonice, dintre un film subțire metalic (eg. aur) și un mediu dielectric (soluția de analizat). Dispozitivele bazate pe rezonanța plasmonilor de suprafață (SPR) sunt instrumente optice bine-cunoscute, cu o mare aplicabilitate în biodetecţie deoarece permit monitorizarea în timp real a interacțiunilor biochimice. Biosenzorii SPR bazați pe fibră optică (FO) au fost introduși recent ca o alternativă la sistemele clasice SPR bazate pe prismă optică, aducând avantaje cum ar fi simplitatea, portabilitatea și reducerea costurilor. Așadar, fibra optică acoperită cu un film subțire de aur este folosită pentru a transporta lumina către interfața plasmonică. Orice eveniment care are loc la această interfață (eg. interacţia dintre un receptor şi molecula ţintă) va declanșa o modificare a semnalului SPR, ce poate fi procesată mai departe într-un grafic.
În cadrul acestui proiect s-a dezvoltat o astfel de platformă de detecţie FO-SPR cu o sensibilitate de 1877 nm/RIU şi care a fost folosită cu succes la monitorizarea în timp real a interacţie dintre o coenzimă şi proteina specifică. Potențialul acestui dispozitiv va fi evaluat prin implementarea unor abordări noi bazate pe schimbarea stării suprafeței plasmonice a senzorului FO-SPR, pentru a ridica această tehnologie la noi nivele de performanță, portabilitate și aplicații.
Abstract grafic:
Faza nr. 18
Responsabil: Dr. B. Mitu
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Abordări privind sinteza prin tehnici combinate cu plasmă de materiale nanocompozite pe bază de matrici polimerice pentru aplicatii biomedicale"
Abstract: În prezenta fază s-a urmărit sinteza prin tehnici combinate cu plasmă a unor materiale nanocompozite de tip metal-polimer. Combinația investigată a fost de tip Ag-carbon amorf fluorurat, cunoscute fiind proprietățile antimicrobiene ale argintului, cu precădere în stare de nanoparticule, respectiv proprietățile antifouling ale materialelor fluorurate, care împiedică aderarea celulelor bacteriene la substrat și formarea de biofilm. În combinația prezentată, argintul s-a obținut prin metode de depunere fizică din fază de vapori, respectiv prin pulverizare magnetron clasică dar și în versiunea mai modernă, cu agregare în gaz a particulelor. Pentru obținerea materialului polimeric cu rol de matrice în materialele nanocompozite investigate, respectiv a variantelor de carbon amorf fluorurat, au fost utilizate fie tehnica de pulverizare magnetron din țintă PTFE, fie metoda depunerii chimice din fază de vapori asistată de plasmă, abordându-se ca variante experimentale depunerea folosind drept amestec de precursori Ar/CH4/SF6, sau un proces combinat de depunere în amestec Ar/CH4 și tratament în plasmă Ar/SF6 pentru fluorurarea carbonului amorf hidrogenat inițial. Rezultatele relevă obținerea argintului nanostructurat cu dimensiuni în domeniul nanometrilor și distribuție îngustă de tip log normal, în timp ce variații semnificative de compoziție în funcție de metoda de sinteză utilizată se obțin în special la nivelul materialului carbonic fluorurat.
Abstract grafic:
a) AgNP obținute prin tehnica pulverizării magnetron cu agregare în gaz, pe support de Si - dimensiuni în domeniul 5-20 nm
b) Ag NP prezente pe suprafața filmului a-CF obținute prin pulverizare magnetron clasică, dimensiune tipică 10 nm.
Investigații prin Microscopie de Forță Atomică (AFM) ale topografiei suprafeței materialelor
nanocompozite ce relevă prezența nanoparticulelor de Ag
a) Cazul materialului a-CF obținut prin pulverizare magnetron din țintă PTFE, care relevă legături chimice de tip C-C şi preponderent de tip CFx.
b) Cazul materialului a-CF obținut prin depunere chimică din fază de vapori asistată de plasma din amestec Ar/CH4 şi tratament Ar/SF6, care relevă legături chimice de tip preponderent C-C, dar și a legăturilor CFx și cu oxigenul.
Determinări ale compoziției chimice ale materialelor de tip carbon amorf fluorurat prin
Spectroscopie de fotoelectroni excitați cu raze X (XPS)
Faza nr. 19
Responsabil: Dr. N. Pavel
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Influența distribuției spațiale a fasciculelor laser asupra aprinderii diferitelor amestecuri de combustibili. Posibilități de utilizare a fibrelor optice şi laserilor cu fibră optică in aprinderea cu laser. Pulsuri ultrascurte cu aplicații in industrie şi medicină"
Abstract: În această fază de contract sunt raportate rezultate ale unor experimente de aprindere cu laser a amestecului combustibil aer-CH4 (metan), cu concentrație stoichiometrica (λ∼1), sărăcit în CH4 (λ∼1.1 până la 1.6) dar şi cu concentrație ridicată de CH4 (λ∼0.9). Aprinderea s-a făcut într-o cameră statică cu volumul de 0.2 dm3, presiunea inițială de încărcare a camerei fiind de 1 bar. Aprinderea s-a făcut cu un dispozitiv tip bujie laser, într-un singur punct, dar şi cu un laser cu patru fascicule, acestea fiind focalizate în patru poziții diferite. Pentru fiecare experiment au fost înregistrate curbele de presiune. S-au determinat limitele amestecului aer-CH4 pentru care aprinderea cu laser a putut fi realizată. Al doilea set de experimente se referă la operarea laser în regim de ‘quasi-mode-locking’ (QML) şi ‘continuous mode-locking’ (CML) a unui mediu activ Nd:LGSB (4.6-at.% Nd, grosime de 3 mm), pompat cu dioda laser la 807 nm. Pulsurile laser în regim CML au avut durata de 1.43 ps şi energia de 1.63 nJ la o rată de repetiție de 118 MHz; puterea medie a fost de 0.19 W. Al treilea set de rezultate descrie emisia laser obținută de la o fibră optică dopată cu Yb, YDCF-Yb-30/250P-FAC (CorActive High-Tech, Inc., Canada) cu partea centrală activă având diametrul de 30 μm şi manta sub formă de octoedru regulat cu diametrul de 250 μm. Au fost determinate performantele emisiei laser în regim de pompaj quasi-continuu, la diferite lungimi ale fibrei. O fibră cu lungimea de 1.2 m a emis pulsuri laser cu energia Ep= 7.85 mJ pentru o energie absorbită a pulsului de pompaj Eabs= 14.4 mJ (adică cu o eficiență optică, în funcție de Eabs, de ηoa∼0.54); panta emisiei laser, în funcție de Eabs, a fost ηsa∼0.63.
Abstract grafic:
Faza nr. 20a
Responsabil: Dr. I. Tiseanu
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Analiza cantitativă a caracteristicilor pulberilor metalice și a porozității componentelor realizate prin manufacturare aditivată prin microtomografie de raze X și procesare de imagini. Comparație cu analiza 2D a imaginilor metalografice - partea I - Analiză cantitativă"
Abstract: Principalele obiective ale fazei au constat în dezvoltarea metodologiei de aplicare a tomografiei de raze X și a procesărilor de imagini asupra eșantioanelor rezultate în urma tuturor etapelor de manufacturare aditivă bazată pe procesarea laser a pulberilor metalice.
În prima etapă au fost analizate din punct de vedere calitativ şi cantitativ pulberile metalice folosite în manufacturarea aditivată cu laser de mare putere prin care au fost identificate neconformităţi de formă şi compoziţie precum şi distribuţia detaliată a particulelor după formă şi volum. Cunoaşterea caracteristicilor micro-morfologice ale particulelor din pulberea metalică este foarte utilă în optimizarea procesului de fabricare.
În a doua etapă, tomografia de raze X a fost aplicată şi ca metodă de prototipare rapidă prin iterarea comparaţiilor dintre modelul CAD iniţial şi modelul 3D reconstruit. Astfel, au fost identificate abaterile de dimensiuni de la modelul CAD al piesei, precum şi gradul de umplere al probelor, care prin metode optice clasice sunt aproape imposibil de determinat.
Adiţional, a fost propusă şi testată o metodă de asistare prin tomografie de raze X a tehnologiei de reconstrucţie a componentelor industriale prin placare laser. Prin scanarea tomografică de mare rezoluţie se identifică modelul CAD al regiunilor de interes din piesă cu defecte care serveşte ca dată de intrare în procedeul de placare laser. Monitorizarea calităţii procesului de restaurare se face tot prin tomografie 3D, prin punerea în evidenţă a defectelor de tip pori, lipsă de aderenţă, incluziuni în tot volumul probei.
În final, s-a demonstrat superioritatea controlului nedistructiv prin tomografie industrială în raport cu metoda de analiză metalografică. Au fost realizate comparaţii între secţiunile tomografice 2D şi imaginile metalografice echivalente. A fost evidenţiat faptul că procesarea distructivă şi laborioasă a probei realizată în vederea investigării optice determină pierderi de informaţii asupra defectelor de mici dimensiuni.
Abstract grafic:
Faza nr. 21
Responsabil: Dr. M. Demeter
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Hidrogeluri polimerice biodegradabile cu proprietăți superabsorbante pentru aplicații în medicina regenerativă"
Abstract: În această etapă a proiectului, au fost obținute hidrogeluri superabsorbante din polimeri biodegradabili pe bază de colagen, PVP și PEO, care pot fi utilizate ca pansamente pentru vindecarea țesuturilor moi lezate. Amestecul de polimeri a fost reticulat cu fascicule de electroni, în atmosferă inertă de argon. Hidrogelurile obținute au fost caracterizate din punct de vedere fizico-chimic prin: analiza sol-gel, randamentele radiochimice de reticulare și de degradare, determinarea gradului de gonflare și stabilitate în medii fiziologice simulate, cinetică de gonflare în apă deionizată, analiză reologică și determinarea parametrilor de structură specifici unui hidrogel (masa moleculară dintre două puncte de reticulare, MC; dimensiunea ochiului rețelei de hidrogel, ξ; densitate de reticulare, Ve). Compoziția hidrogelurilor superabsorbante a fost investigată prin spectroscopie FT-IR. Hidrogelurile de colagen/PVP/PEO au prezentat o fracție de gel mai mare și care a depins de doza de iradiere aplicată. Rezultatele obținute au evidențiat că pentru hidrogelul de colagen/PVP, gradul de gonflare la 25 kGy, are valoarea de 4000% și scade de aproximativ 2,5 ori, când în compoziția hidrogelului este adăugat și PEO. Proprietățile pe care le prezintă hidrogelurile obținute din colagen, PVP și PEO, confirmă că acestea pot fi utilizate pentru diferite tipuri de aplicații, cum sunt: pansamente sau sisteme de eliberare controlată a diferitelor produse medicamentoase sau ca matrici polimerice în ingineria tisulară a țesuturilor moi. Proprietățile globale ale acestor hidrogeluri pot fi ajustate prin varierea parametrilor de iradiere și a compoziției polimerice, astfel încât să se obțină un produs final cu proprietăți controlate și în același timp cu calitate bună pentru scopul urmărit.
Abstract grafic:
Faza nr. 22
Responsabil: Dr. Sf. Irimiciuc
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Dezvoltarea și implementarea tehnicilor de diagnoză electrică aplicate plasmelor tranziente. Sonda Langmuir pentru măsurători spațio-temporale"
Abstract: În cadrul proiectului a fost vizată dezvoltarea unei noi direcții de cercetare prin producerea, adaptarea și testarea tehnicilor electrice de diagnoză a plasmelor pentru monitorizarea procesului de depunere de straturi subțiri prin ablație laser. Tehnica a fost implementată pentru studierea dinamicii unei plasme tranziente generate prin ablație laser a unei ținte de Ag. Sistemul de diagnoză electrică a fost dezvoltat în totalitate în cadrul proiectului, sistemul fiind testat în fiecare punct esențial al producerii acestuia, pentru a asigura calitatea și veridicitatea rezultatelor oferite de tehnică. Au fost efectuate atât măsurări rezolvate temporal cât și cele rezolvate unghiular. Măsurările unghiulare au evidențiat o scădere a densității și a energiei cinetice a ionilor expulzați, în timp ce electronii au o distribuție mai uniformă. Măsurările de sondă flotantă au arătat prezența mai multor structuri de plasmă care conțin atât atomi cât și ioni care au viteze de expansiune diferite, evidențiind prezența exploziei Coulomb ca mecanism principal de ejectare a particulelor. Măsurările rezolvate în timp au arătat faptul că electronii au o durată de viață considerabil mai lungă, de aproximativ un ordin de mărime raportată la cea a ionilor. Prin adaptarea teoriei sondei clasice, am determinat o serie de parametri plasmatici în diferite momente din timp în timpul expansiunii plasmatice. Noua tehnica dezvoltată a arătat o bună reproductibilitate în ceea ce privește semnalele înregistrate și a arătat, de asemenea, o flexibilitate pentru viitoarea implementare în geometrii de depunere mai complexe.
Abstract grafic:
