Rezumat Etapa 1 (2025)
În Etapa I (anul 2025) a proiectului NIReCSD au fost sintetizați și caracterizați intermediarii de reacție și trei (3) diamine pe bază de fenoxazină (POZ). Structura chimică a acestor noi diamine, precum și a intermediarilor, a fost confirmată prin spectroscopie RMN (rezonanță magnetică nucleară) de 1H (proton) și 13C (carbon), precum și prin spectroscopie în infraroșu Fourier Transform (FT‒IR). RMN-ul de proton și carbon a confirmat structura și un nivel de puritate de 99%. În spectrul RMN de proton, diaminele au prezentat semnale tipice atribuite grupărilor amino, precum și celorlalte elemente structurale aromatice și alifatice, evidențiind prezența unităților POZ. Grupele amino au fost evidențiate în spectrul RMN de carbon prin prezența semnalului la 145 ppm. Mai mult decât atât, în spectrul FT‒IR, diaminele au prezentat benzile de absorbție caracteristice grupării funcționale amino. Aceste noi diamine au fost utilizate în Etapa I pentru sinteza unor poliamide aromatice care vor fi testate în dispozitive prototip cu răspuns electrocrom în domeniul infraroșu apropiat (NIR) și cu capacitate de stocare a energiei. Polimerii au fost sintetizați prin reacția de policondensare, obținându-se șase (6) poliamide, grupate în trei serii, cu scopul de a evalua, pe de o parte, clasa de polimeri cea mai avantajoasă din punct de vedere fizico-chimic și al răspunsului electrocrom, iar pe de altă parte, identificarea partenerilor de reacție din aceeași clasă care ar conduce la cele mai bune performanțe. Structura chimică a polimerilor a fost confirmată prin metode spectrale precum RMN de proton și FT‒IR, fiind identificate elementele structurale tipice fiecărei clase de polimeri. Proprietățile termice ale polimerilor au fost evaluate prin calorimetrie cu scanare diferențială (DSC) și analiză termogravimetrică (TGA). Valorile tranzițiilor sticloase s-au situat în intervalul de temperatură specific poliamidelor aromatice. De asemenea, toți polimerii au demonstrat o stabilitate termică foarte bună, așa cum era de așteptat, cu temperatura maximă de descompunere situată în intervalul de 411‒422 °C. Prin urmare, valorile înregistrate îndeplinesc cu succes cerințele necesare utilizării acestor polimeri ca straturi electroactive în dispozitive EC cu răspuns în NIR și capacitate de stocare a energiei. Calitatea și morfologia filmelor subțiri de polimeri au fost studiate prin microscopie electronică de baleiaj (SEM), iar imaginile au evidențiat că acestea sunt netede și omogene, fără fisuri sau goluri. Geometriile stărilor fundamentale și excitate au fost obținute prin DFT și TD-DFT, utilizând funcționala B3LYP împreună cu setul de bază 6-31+G(d,p), cu scopul de a identifica distribuția orbitalilor HOMO, SOMO și LUMO și principalele tranziții din spectrele UV‒Vis‒NIR experimentale în urma proceselor de oxidare. Astfel, au fost identificate tranzițiile π–π* corespunzătoare entităților polaronice localizate în domeniul NIR în timpul procesului de oxidare a polimerilor. La scanarea anodică, polimerii au evidențiat trei/patru cupluri redox. Primul cuplu redox, asociat oxidării unității POZ, a fost analizat în ceea ce privește reversibilitatea și stabilitatea electrochimică, polimerii demonstrând caracteristici superioare chiar și după 500 de cicluri repetitive. Măsurătorile de spectroelectrochimie au evidențiat variația benzilor de absorbție odată cu creșterea potențialului, fiind asociate atât cu formarea radicalilor cationici, cât și a speciilor di(poli)cationice. Aceste modificări spectrale au fost însoțite de schimbări vizibile de culoare ale filmelor: maro deschis→violet→albastru închis sau roz deschis→roz. Rezultatele Etapei I au fost diseminate sub forma a 4 prezentări orale la 4 manifestări științifice internaționale, 2 articole publicate în reviste cotate ISI (Q1 JCI, Q1 AIS) și 1 articol trimis spre publicare în revistă cotată ISI (Q1 JCI, Q1 AIS, Under review). De asemenea, a fost creata pagina web dedicata, pe site-ul oficial al instituției gazdă, care oferă o vizibilitate ridicată și deservește ca instrument de diseminare a rezultatelor pe tot parcursul proiectului.
Rezultate Etapa I propuse
- 3 monomeri pe bază de fenoxazină
- 6 polimeri pe bază de fenoxazină
- pagima web
- 4 participări la manifestări științifice
- 2 articole publicate în reviste Q1/Q2 (JCI ‒ WoS) cotate ISI
- raport științific cu privire la caracteristicile polimerilor și relațiile structură-proprietăți
Rezultate Etapa I realizate
- 3 monomeri pe bază de fenoxazină
- 6 polimeri pe bază de fenoxazină
- pagima web
- 4 participări la manifestări științifice
- 2 articole publicate în reviste Q1 (JCI ‒ WoS) cotate ISI
-1 articol trimis spre publicare în revistă Q1 (JCI ‒ WoS) cotată ISI
- raport științific cu privire la caracteristicile polimerilor și relațiile structură-proprietăți |
