Raport Final

RAPORT FINAL
Titlu proiect: Cercetari avansate privind dezvoltarea de metode si tehnici rapide pentru detectia pesticidelor din lantul alimentar (PESTI-SENZ)

Obiective prevazute/realizate:

  • Stabilirea tehnicilor de sinteza a materialelor piezoelectrice de tip perovskitic fara plumb in structura, pe baza de niobati si titanati (nedopate si dopate cu diferiti ioni (Na, K, Bi, Zr), prin diferite variante ale metodei hidrotermale (cu incalzire rapida, asistata de ultrasunete, in microunde), precum si metoda solid-solid;
  • Selectarea matricii polimerice (PVDF) si a tipurilor de pulberi PZT nedopate si dopate care prezinta o buna compatibilitate intre principalii componenti avand la baza caracteristicile si proprietatile acestora;
  • Obtinerea sistemelor dispersii omogene din pulberi PZT nedopate si dopate, prin stabilirea compozitiei optime, gradului de distributie si a parametrilor de proces;
  • Dezvoltarea unor tehnologii pentru obtinerea micro-biosenzorilor cu filme subtiri depuse pe substrat de siliciu, cu structura bine definita (continuitate si grosime uniforma);
  • Stabilirea proceselor tehnologice individuale (realizarea setului de masti fotolitografice, fluxurile tehnologice individuale, depunerea filmului piezoceramic, depunerea stratului metalic Cr/Au, etc.)
  • Caracterizarea morfo-structurala a pulberilor selectate si a filmelor sintetizate, precum si determinarea grosimii filmelor subtiri;
  • Realizarea structurii test si testarea caracteristicii electrice pentru fiecare structura aferenta variantelor experimentale de sisteme dispersii omogene (matrice polimerica - pulberi piezoceramice:PVDF-NMP-NaTiO3;PVDF-NMP-KNbO3;PVDF–NMP-NaNbO3–Zr1%;PVDF-NMP-NaNbO3-Bi 1%).

Gradul de atingere a rezultatelor estimate:

In contextul rezultatelor obtinute in cadrul proiectului s-au realizat urmatoarele:

  • Materiale piezoelectrice de tip perovskitic fara plumb in structura, pe baza de niobati si titanati (nedopate si dopate cu diferiti ioni prin diferite variante de sinteza (hidrotermal si solid-solid) in conditii de sinteza diferite (timp, temperatura, etc.);
  • Sisteme de dispersii omogene pe baza de matrice polimerica (PVDF in NMP) care prezinta compatibilitate cu pulberile PZT nedopate si dopate (PVDF-NMP-NaTiO3;PVDF-NMP-KNbO3;PVDF–NMP-NaNbO3–Zr1%;PVDF-NMP-NaNbO3-Bi 1%);
  • Realizarea setului de masti fotolitografice si elaborarea fluxurior tehnologice si a proceselor individuale (formare lot, curatire, depunere metalice prin sputtering, configurare prin fotogravura, etc.) de obtinere a micro-biosenzorului demonstrator;
  • Depunerea filmelor piezoceramice in cele 4 variante experimentale pe suprafata plachetei de siliciu cu configuratiile specifice si stabilirea parametrilor de proces;
  • Realizarea structurii test si testarea caracteristicii electrice pentru fiecare structura aferenta variantelor experimentale
  • Testarea metodelor pentru imobilizarea biomoleculelor pe suprafata metalica a micro-senzorilor;

Impactul rezultatelor obtinute, cu sublinierea celui mai semnificativ rezultat obtinut:

In acest proiect s-a pus accent pe dezvoltarea unor senzori pentru analiza compusilor biochimici bazati pe materiale piezoceramice fara plumb in structura, care au fost depuse prin tehnologii inovative ca filme subtiri sau membrane (dispozitive FBAR).

Cercetarile intreprinse au fost orientate in mai multe directii, avand la baza compatibilitatea dintre materialele piezoceramice si matricea polimerica in vederea obtinerii sistemelor disperse omogene cu proprietatile stabilite si capabilitatii de a fi depuse ca filme subtiri pe configuratiile specifice plachetei de siliciu procesata. In urma cercetarilor si experimentelor efectuate s-au stabilit tipurile de pulberi piezoceramice (NaTiO3; KNbO3; NaNbO3–Zr1%;NaNbO3-Bi 1%), tipul de matrice polimerica (PVDF in NMP), parametrii de proces in vederea obtinerii sistemelor dispersiilor omogene (amestecare mecanica si ultrasonare), tehnica de depunere a filmelor piezoceramice (metoda picaturii) si testarea caracteristicii electrice si imobilizarea biomoleculelor pe suprafata metalica a micro-senzorilor.

Se poate concluziona ca senzorul FBAR de tip PVDF - NMP -NaTiO3 poate fi folosit pentru detecţia pesticidelor cu ajutorul unui format competitiv in care AChE e imobilizata fie prin chemosorbţie directa, fie prin imobilizare covalenta.

Diseminarea rezultatelor prin prezentari la conferinte nationale/internationale si publicarea articolelor stiintifice.

In cadrul activitatii de diseminare a rezultatelor cercetarii s-a procedat astfel:

  • Pe site-ul web al proiectului au fost adaugate elemente privitoare la rezultatele obtinute.
  • Au fost realizate publicatii cu multumiri la proiect:

Lucrari ISI publicate: -5
Capitol de carte: -1
Partcipari la conferinte natinale si internationale: - 14
Lucrari ISI in evaluare: - 1