Rezumat Etapa 1 (2020)
În Etapa 1 (anul 2020, 2 luni) a proiectului LEPDICT au fost realizate: (i) sinteza/achiziționarea de precursori, intermediari, monomeri cu caracteristici specifice; (ii) purificarea de solvenți și reactivi, precursori, intermediari, monomeri (acolo unde a fost necesar); (iii) caracterizarea fizico-chimică a compușilor rezultați.
În această etapă au fost sintetizați doi compuși organici (și un intermediar necesar) care vor fi utilizați drept monomeri în Etapa 2 pentru prepararea unor polimeri activi emisivi în domeniul albastru.
Aceste componente emisive complexe au trecut prin etapele necesare de purificare și caracterizare fizico-chimică, accentul fiind pus pe investigare și confirmarea structurală, prelucrabilitate (în termeni de solubilitate/compatibilitate cu alte componente emisive complexe și/sau metodele de preparare a compușilor macromoleculari avute în vedere) și comportament foto-optic (emisia de lumină de o anumită culoare). Evaluarea caracteristicilor luminescente a confirmat atingerea cu succes a principalului deziderat al acestei etape, și anume obținerea unor componente emisive complexe capabile să emită lumină în domeniul albastru, care să poată fi utilizate mai apoi în construcția unor arhitecturi macromoleculare complexe cu activitate luminescentă. Având în vedere dificultatea acestei activități, ea va fi continuată și în etapa următoare a proiectului, cu scopul de a dezvolta alte componente emisive complexe, pentru a deservi același scop.
Rezumat Etapa 2 (2021)
În Etapa 2 (anul 2021) a proiectului LEPDICT au fost realizate simultan mai multe tipuri de activități: (i) sinteza/achiziționarea de precursori, intermediari, monomeri și/sau polimeri cu caracteristici specifice (emisie în domeniile verde, roșu, albastru, portocaliu); (ii) purificarea de solvenți și reactivi, precursori, intermediari, monomeri și polimeri (acolo unde a fost necesar); (iii) optimizarea reacțiilor de obținere a speciilor chimice și componentelor emisive (monomeri și/sau polimeri) realizate (acolo unde a fost necesar); (iv) realizarea de materiale emisive prin amestecarea fizică a polimerilor monocromi luminescenți într-un singur material, în diverse combinații; (v) optimizarea procesului de amestecare a componentelor emisive monocrome (acolo unde a fost necesar); (vi) caracterizarea structurală și fizico-chimică a compușilor rezultați, cu accent pe proprietățile electro-optice; (vii) activități suport: diseminare și participare la manifestări tehnico-științifice.
Eforturile sintetice și analitice din această etapă s-au bazat pe utilizarea ingineriei chimice (mai ales selecția elementelor structurale compatibile și identificarea condițiilor optime de sinteză) drept un instrument productiv pentru a modula corespunzător transportul de sarcini, a gestiona culoarea luminii emise și a optimiza eficiența comportamentului optic.
Activitățile s-au concentrat pe identificarea combinației optime de elemente constructive (instrumente chimice cromofore) în aceeași arhitectură macromoleculară pentru a dezvolta cu succes materiale de natură polimeră capabile să emită lumină de o anumită culoare și pentru a le amesteca apoi într-un strat emițător de lumină albă. Această ultimă activitate a fost însoțită de un amplu proces de optimizare cu mai multe componente, pentru a atinge o lumină albă cu un grad satisfăcător de puritate în soluție și/sau în stare solidă.
În acest mod au fost dezvoltate patru serii de monomeri emisiv complecși (doi compuși ce emit culoare roșie, șase compuși ce emit culoare verde, cinci monomeri ce emit culoare albastră, doi compuși ce emit culoare portocalie), patru serii de polimeri luminescenți monocromi (un polimer ce emite culoare roșie, doi polimeri ce emit culoare verde, trei polimeri ce emit culoare albastră, un polimer hibrid ce emite culoare portocalie), nouă amestecuri polimere emisive optimizate (șapte în soluție, două în stare solidă).
Rezultatele Etapei 2 au fost diseminate sub forma a trei prezentări orale și un poster la trei manifestări științifice internaționale și trei lucrări publicate în reviste cotate ISI (factor impact total: 13.52).
Rezumat Etapa 3 (2022)
În Etapa 3 (anul 2022) a proiectului LEPDICT au fost realizate consecutiv sau simultan mai multe tipuri de activități: (i) sinteza/achiziționarea de precursori, intermediari, monomeri și/sau polimeri cu caracteristici specifice; (ii) purificarea de solvenți și reactivi, precursori, intermediari, monomeri și polimeri (acolo unde a fost necesar); (iii) optimizarea reacțiilor implicate în obținerea polimerilor/materialelor luminecente realizate (acolo unde a fost necesar); (iv) caracterizarea structurală și fizico-chimică a compușilor rezultați, cu accent pe prelucrabilitate și proprietățile electro-optice; (v) realizarea/achiziționarea de materii prime și/sau componente auxiliare pentru fabricarea unor prototipuri PLED la scală de laborator; (vi) designul și fabricarea unor prototipuri PLED la scală de laborator, cu emisie în domeniul albastru, respectiv în domeniul alb; (vii) investigarea fizico-chimică a prototipurilor realizate, cu accent pe caracteristicile optice; (viii) stabilirea de corelații design/componente/fabricare – proprietăți/răspuns optic; (ix) optimizarea (acolo unde a fost necesar) procesului de fabricare a prototipurilor realizate, cu accent pe compatibilitatea elementelor structurale, eficiență și caracteristici optice; (x) selectarea prototipurilor cu performanțele cele mai bune; (xi) activități suport: diseminare și participare la manifestări tehnico-științifice.
Eforturile sintetice și analitice din această etapă s-au bazat pe utilizarea sintezei organice fine, a chimiei și fizicii polimerilor și a științei materialelor (cu accent pe designul și selecția elementelor structurale compatibile, identificarea condițiilor optime de sinteză și purificare, conceperea, fabricarea și optimizarea de prototipuri PLED cu răspuns optic specific) drept instrumente productive pentru a modula proporția și interacțiunile dintre speciile emisive, a gestiona culoarea luminii emise și a optimiza eficiența comportamentului optic atât la nivel (macro)molecular cât și la nivel de dispozitiv PLED.
Activitățile s-au concentrat pe: (i) identificarea combinației optime de instrumente chimice active (secvențe structurale cromofore) în aceeași arhitectură macromoleculară și/sau compus de natură polimeră pentru a dezvolta cu succes materiale capabile să emită lumină de o anumită culoare; (ii) testarea și validarea materialelor polimere active în prototipuri PLED. Cele două direcții de dezvoltare din această etapă a proiectului au fost însoțite de un amplu proces de optimizare pe mai multe nivele, pentru a atinge o emisie de lumină cu un grad satisfăcător de puritate, atât în materialele active dezvoltate cât și în prototipurile LED construite pe baza lor.
În acest mod au fost dezvoltate și testate două serii de materiale polimere luminescente (un material polimeric activ încorporând specii emisive în domeniul roșu, verde, respectiv albastru; două materiale polimere active încorporând specii emisive în domeniul albastru și portocaliu) și trei seturi de prototipuri PLED (scală de laborator) (două prototipuri PLED la scală de laborator, cu emisie în domeniul albastru; 13 prototipuri PLED la scală de laborator, cu emisie în domeniul alb, nouă dintre acestea fiind mai apoi optimizate).
O parte din rezultatele proiectului LEPDICT au fost diseminate sub forma a patru prezentări la două manifestări științifice internaționale.
În această etapă au fost efectuate și două stagii scurte de instruire/perfecționare pentru doi dintre membrii echipei (dintre care un membru doctorand).
O parte din rezultatele acumulate pe parcursul desfășurării proiectului au făcut subiectul a o cerere de brevet național.
Articole științifice
- Pavel Nitschke, Bozena Jarzabek, Andra-Elena Bejan, Mariana-Dana Dămăceanu. Effect of protonation on optical and electrochemical properties of thiophene-phenylene-based schiff bases with alkoxy side groups. Journal of Physical Chemistry B, 125, 30, 8588-8600 (2021) https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.1c05390
- Cătălin-Paul Constantin, Mihai Asăndulesa, Cristian Varganici, Violeta Melinte, Maria Brumă, Andrzej Jankowski, Aleksandra Wolinska-Grabczyk, Mariana-Dana Dămăceanu. Exploring the potential of thin films made from poly(imide-amide-sulfone)s for engineering applications. Materials Science & Engineering B, 270, 115217 (2021) https://doi.org/10.1016/j.mseb.2021.115217
- Irina Butnaru, Adriana-Petronela Chiriac, Codrin Țugui, Mihai Asăndulesa, Mariana-Dana Dămăceanu. The synergistic effect of nitrile and jeffamine structural elements towards stretchable and high-k neat polyimide materials. Materials Chemistry Fontiers, 5, 7558-7579 (2021) https://doi.org/10.1039/D1QM00643F
Participări la manifestări științifice
- Mariana-Dana Dămăceanu, Cătălin-Paul Constantin, Radu-Dan Rusu. Insights into some organic light-emitting materials based on a donor-acceptor system for OLEDs. 13th International Conference on Physics of Advanced Materials ICPAM-13, 24 – 30 septembrie, 2021, Sant Feliu de Guixols, Spania.
- Radu-Dan Rusu. Fluorene-based chemical tools for light-emitting materials. 13th International Conference on Physics of Advanced Materials ICPAM-13, 24 – 30 septembrie, 2021, Sant Feliu de Guixols, Spania
- Mariana-Dana Dămăceanu, Cătălin-Paul Constantin. Phenoxazine-based polymers with blue and green light emission in solid state for light-emitting diode applications. New trends and strategies in the chemistry of advanced materials with relevance in biological systems, technique and environmental protection, 13th Edition, online, 7 – 8 octombrie, 2021, Timișoara, România.
- Irina Butnaru, Cristian Logigan, Mariana-Dana Dămăceanu. Study of new imines containing a phenanthroline chromophore. Progress in Organic and Macromolecular Compounds, 28th Edition, International Conference, MacroIasi 2021, 7 – 9 octombrie, 2021, Iași, România.
- Radu-Dan Rusu. Organic polymeric blends for solution-processed white organic light-emitting diodes. 14th International Conference on Physics of Advanced Materials ICPAM-14, 8 – 15 septembrie, 2022, Dubrovnik, Croația
- Cătălin-Paul Constantin. Tailorable photophysiscal behavior of Schiff base polymers containing electron donor and acceptor segments. 14th International Conference on Physics of Advanced Materials ICPAM-14, 8 – 15 septembrie, 2022, Dubrovnik, Croația
- Radu-Dan Rusu. Optimization of polyfluorene synthesis towards reliable blue light emission. 1st Baltic Symposium on Polymer and Biomaterials Science – Baltic Biomat, 22 – 23 septembrie, 2022, Szczecin, Polonia
- Trofin Ioana-Alexandra, Cătălin-Paul Constantin, Rusu Dan-Radu. Organic polymeric blends for solution and solid-state white light emission. 1st Baltic Symposium on Polymer and Biomaterials Science – Baltic Biomat, 22 – 23 septembrie, 2022, Szczecin, Polonia
|
