Colaborarea cercetătorilor Universității Tehnice a Moldovei și ai universităților de profil din Germania, Olanda și Marea Britanie a culminat recent cu publicarea unei lucrări științifice de anvergură, cu un volum de 27 de pagini de tipar, în prestigioasa revistă de specialitate Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 16246–16264, cu factor de impact 11,3, articolul respectiv fiind selectat și pentru coperta frontală a revistei.
Aceste rezultate remarcabile se datorează colaborării fructuoase, de-a lungul anilor, a echipelor conduse de către prof. univ., dr. hab. Oleg LUPAN – Centrul de Nanotehnologii și Nanosenzori, Departamentul Microelectronică și Inginerie Biomedicală din cadrul UTM, prof. dr. Franz FAUPEL – Christian Albrechts University of Kiel, Germania, prof. dr. Rainer ADELUNG – Institutul de Științe a Materialelor, Germania, prof. dr. Lorenz KIENLE – Facultatea de Inginerie a Universității din Kiel, Germania; prof. dr. Nora H. de LEEUW – Utrecht University din Olanda și dr. David SANTOS-CARBALLAL – University of Leeds, Marea Britanie.
Deoarece bateriile sunt tot mai mult utilizate în diverse echipamente ca surse portabile de energie, în special în automobilele moderne, volumul și complexitatea acestora crește constant. În condițiile de piață, producătorii le îmbunătățesc constant, în special bateriile de tip Li-Ion, pe bază de ioni de litiu. Diverse combinații chimice noi, esențial îmbunătățite, intervin la fiecare câteva luni, iar cu un progres atât de rapid este dificil de evaluat gradul de „îmbătrânire” a unei baterii, modul în care aceasta se comportă, dar și gradul de siguranță pe parcursul exploatării. De aici și apare necesitatea stringentă de senzori de precizie, cu durată de viață extinsă pentru bateriile respective, transmite site-ul UTM.
Pentru o monitorizare rapidă și fiabilă a mediilor periculoase din jurul bateriilor, detectarea compușilor organici volatili (COV) și de hidrogen în concentrații reduse de sub-ppm este extrem de importantă și necesită dezvoltarea a noi senzori chimici. Autorii lucrării științifice respective au raportat o nouă abordare pentru a adapta selectivitatea senzorilor pe bază de pelicule subțiri de nanocompozit, prin investigarea sistematică a efectului decorației de suprafață a peliculei columnare ZnO:Ag. Pentru decorarea suprafețelor ZnO:Ag au fost folosite nanoparticule nobile din aliaj bimetalic AgPt și AgAu și măsurate proprietățile de detectare a gazelor, în particular față de vaporii COV și hidrogenul gazos. Ca atare, senzorii ZnO:Ag, decorați cu nanoparticule din AgPt, ar trebui să fie utili pentru detectarea H2 în bateriile Li-Ion, ceea ce reprezintă o indicație timpurie a scurgerii termice care duce la o eroare completă a bateriei și o posibilă explozie. De aceea, senzorii elaborați de echipa condusă de prof. univ., dr. hab. Oleg LUPAN, UTM, în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Kiel și Institutul pentru Știința Materialelor pot fi montați pe diverse echipamente cu baterii, pentru a preveni deteriorarea sau chiar exploziile acestora.
Pentru a sesiza impactul decorațiunii suprafeței cu nanoparticule bimetalice nobile asupra proprietăților de detecție a gazelor de către peliculele subțiri de ZnO:Ag, echipa condusă de prof. Nora H. de Leeuw de la Utrecht University, Olanda și dr. David Santos-Carballal, University of Leeds din Marea Britanie a utilizat calcule teoretice DFT cu corecții Coulomb și interacțiuni de dispersie pe distanțe lungi (DFT + U − D3- (BJ)) pentru a investiga adsorbția diferitelor molecule de COV și de hidrogen pe suprafața senzorilor. Rezultatele teoretice le-au confirmat pe cele experimentale și au atras atenția recenzenților, referenților și a editorului revistei, care au selectat aceste rezultate pentru a fi prezentare și pe coperta revistei, astfel imaginea UTM impunându-se din nou pe plan internațional.
Lucrarea științifică la care ne referim face parte dintr-o cercetare mai amplă cu tema „Nanotehnologii pentru dispozitive nanosenzorice”, realizată sub conducerea științifică a dr. hab., prof. univ. Oleg LUPAN. Studenții de la ciclurile I, II, III pot adera la această echipă din cadrul Centrului de Nanotehnologii și Nanosenzori, Departamentul Microelectronică și Inginerie Biomedicală, Facultatea Calculatoare, Informatică și Microelectronică a UTM și astfel să beneficieze de posibilitatea de a-și testa realmente cunoștințele prin elaborarea de aparate și dispozitive electronice și biomedicale noi, dar și de a se încadra în colaborări pe plan internațional.
Aceste cercetări apreciate la nivel internațional au fost susţinute parţial de Proiectul NATO Science for Peace and Security Programme (SPS) under grant G5634 „Advanced Electro-Optical Chemical Sensors” AMOXES, desfășurat la Universitatea Tehnică a Moldovei.
Acest material a fost scris și redactat de echipa UTM. Informațiile prezentate în acest material nu reflectă nici într-un mod opiniile echipei #diez.
