MOMAOPT
Materiale Organo Metalice Avansate pentru Optoelectronica.2008-2011
Contract: 72-177/2008
Coordinator
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronica - INOE 2000 Romania
Parteneri
Universitatea Bucuresti Romania
Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei - INFLPR Romania
Institutul National de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Materialelor - INCDFM Romania
Universitatea Politehnica Bucuresti – Facultatea Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor Romania
SITEX 45 Romania
Proiect
Prezentul proiect propune sinteza si caracterizarea unor noi materiale avansate multifunctionale pe baza de complecsi lantanidici cu proprietati luminiscente cu utilizari precum amplificatori optici si ghiduri de unda planare in dispozitive fotonice, materiale pentru fibre optice, afisaje electronice, senzori. Componenta luminiscenta este reprezentata de complecsii organici ai lantanidelor binecunoscuti pentru aceasta proprietate. Atingerea scopului acestui proiect si anume obtinerea de noi materiale si demonstrarea aplicabilitatii prin inglobarea in dispozitive optoelectronice, necesita cercetari complexe teoretice si experimentale cu scop aplicativ.
Cercetarea se focalizeaza pe cresterea performantelor unor complecsi organici ai lantanidelor prin:
* Complexarea lantanidelor in diferite matrici organice mixte (Baze Schiff si azo derivati) care sa asigure: o stabilitate crescuta prin impiedicarea hidrolizei complecsilor ( se realizeaza prin gradul mare de impachetare in jurul ionului lantanid recunoscut cu mare afinitate pentru apa si grupari hidroxil); o stabilitate in aer pana la 2000C (se realizeaza prin ajustarea masei moleculare a complecsului dat fiind matricile organice mixte); posibilitatea de procesare cu costuri reduse ca urmare a solubilitatii complecsilor organometalici in solventi organici uzuali (se realizeaza prin posibilele modificari la grupele functionale ale matricilor organice)
* Inlocuirea legaturilor C-H din matricea organica cu legaturi mai putin absorbante de energie, C-Halogen ce vor creste intensitatea fluorescentei ionilor de lanthanide
* Utilizarea diferitilor ioni de lanthanide ce vor largi domeniul de lungimi de unda de emisie prin structura electronica specifica pe care o detin
* Incapsularea celui/celor mai performanti complecsi lantano-organici in polimeri cu schimbarea numarului de coordinatie din sfera lantanidelor ce va adauga noi functionalitati sistemului complex organic/polimer, precum: imbunatatirea capacitatilor de amplificare optica, necesara fibrelor optice; va permite organizarea complecsilor in gazde de natura diferita (polimer, electroliti, etc.) in scopul cresterii
Proiectul isi propune sinteza complecsilor lantanidici organici prin reactii de diazotare si cuplare, incapsularea acestor complecsi in matrici polimerice prin metoda Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation (MAPLE). Caracterizarea structurala si investigarea proprietatilor noilor materiale vor fi efectuate prin spectroscopie IR, Raman, UV VIS, spectrofotometrie de masa, RMN, microscopie de forta atomica (AFM), difractie de raze X (RX), Spectroscopie de emisie de raze X (XPS), Microscopie electronica de baleiaj si Spectroscopie de raze X dispersiva in energie (SEM-EDX) si Micoscopie electronica de transmisie (TEM). Vor fi de asemenea efectuate determinari ale capacitatii de generare a armonicii a II-a, investigatii ale proprietatilor neliniare in domeniul optic si de microunde precum si studii specifice privind posibilitatile de utilizare in optoelectronica a complecsilor organici de pamanturi rare (RE) in matrici polimerice. performanteor luminiscente ale organo lantanidelor.
Obiectivele generale
Sinteza si caracterizarea unor noi materiale avansate multifunctionale pe baza de complecsi lantanidici cu proprietati luminiscente cu utilizari in optoelectronica.
Obiectivele specifice
1. Elaborarea metodelor de sinteza si realizarea de variante experimentale pentru sinteza de micro complecsi organo metalici cu lantanide. Se au in vedere complecsii micsti organo metalici pe baza de baze Schiff si Azo derivati (sinteze prin variante originale constand din cuplari si diazotari). Bazele Schiff vor asigura o buna incapsulare a lantanidelor, impiedicand hidroliza complecsilor si conducand astfel la cresterea stabilitatiii materialelor. Azo derivatii cu grupele lor acceptoare si donoare vor contribui la imbunatatirea dinamicii electronilor in interiorul complecsilor micsti organici ai lantanidelor.
2. Caracterizarea structurala si optica a micro complecsilor organometalici obtinuti cu scopul declarat de aplicare a noilor materiale in optoelectronica prin investigatii : analiza elementara, solvatocromie, spectrofotometrie de masa, RMN, spectroscopie UV-VIS, IR, Raman, fotoluminiscenta, XPS, raze X , AFM, investigatii ale proprietatilor neliniare in domeniul optic si de microunde, SEM/EDX, TEM
3. Elaborarea metodelor si realizarea de variante experimentale pentru sinteza de complecsi organo metalici cu lantanide in diferite matrici polimerice (PMMA, PA, PAA) Evaluarea unor metode de realizare a filmelor de complecsi organo metalici in matrici polimerice prin depunere prin metoda MAPLE.
4. Caracterizarea structurala si optica a complecsilor organometalici incapsulati in matrici polimerice Evaluarea sistemelor complex organometalic-polimer prin caracterizari structurale si optice (spectroscopie UV-VIS, IR, Raman, fotoluminiscenta, XPS, raze X , AFM, SEM/ EDX, TEM)si investigarea capacitatii de generare a armonicii a II-a, investigatii ale proprietatilor neliniare in domeniul optic si de microunde precum si investigatii privind utilizarea materialelor sintetizate in dispozitive optoelectronice.
Rezultate estimate
a. Metode de sinteza de complecsi organo metalici
b. Realizarea de mostre bulk de complecsi organo metalici caracterizate optic si structural
c. Metode de sinteza de filme subtiri si de polimeri + complecsi organometalici pentru aplicatii in optoelectronica.
d. Realizarea de mostre de filme subtiri de polimeri + complecsi organometalici, caracterizate optic si structural
e. Comunicari stiintifice la diferite manifestati internationale, articole publicate in reviste de specialitate, pagina web a proiectului
f. Cerere de brevet
