STIMULAREA EXCELENȚEI CERCETĂRILOR ȘTIINȚIFICE 2025-2026
V. Tehnologii inovative, energie sustenabilă, digitalizare
Cercetări fundamentale în fizică, chimie, matematică
Institutul de Chimie, USM
Laboratorul Sinteza Organica, Institutul de Chimie, USM
Proiectul propune sinteza și caracterizarea unor noi nanooligolimeri multifuncționali cu conductivitate electrică ridicată,obținuți prin policondensarea oxidativă a aminelor aromatice și fenolilor (metil-anilină, 2,6-dimetilanilină, diaminobenzen,fenol, dihidroxifenoli). Nanopolimerii conductivi au aplicații promițătoare în electronică, senzori și materiale avansatedatorită proprietăților lor electrochimice și mecanice superioare. În ultimii ani, s-a pus un accent deosebit pe studiereapolicondensării oxidative a aminelor aromatice, în special în legătură cu investigarea și pregătirea compozițiilor polimericeelectroconductive sau antistatice, care conțin compuși polifuncționali sistemici interconectați cu masă moleculară mare.Acest proiect vizează dezvoltarea unor materiale inovatoare care să contribuie la progresul tehnologic și științific îndomeniul materialelor electroactive. În contrast cu metodele convenționale, proiectul propune utilizarea undelorultrasonice pentru optimizarea procesului de policondensare oxidativă, ceea ce poate îmbunătăți omogenitatea structuriiși conductivitatea materialelor obținute. De asemenea, va fi investigată interacțiunea nanopolimerilor cu ioni metalici șicompuși epoxidici, ceea ce poate deschide noi direcții în dezvoltarea nanocompozitelor funcționale. Metodologiaproiectului este structurat în două etape majore, fiecare incluzând activități specifice pentru sinteza, caracterizarea șioptimizarea materialelor polimerice cu conductivitate ridicată. Etapa I - Determinarea condițiilor optime pentru obținereananooligomerilor sub acțiunea undelor ultrasonice (această etapă are ca scop sinteza și caracterizarea nanooligomerilormultifuncționali prin optimizarea parametrilor de reacție) și Etapa II - Determinarea condițiilor optime pentru obținereananocompozitelor electroactive sub influența undelor ultrasunete (această etapă vizează fabricarea și testareananocompozitelor electroactive obținute pe baza nanooligomerilor sintetizați). Ca rezultatul acestor etape vor fi sintetizatecel puțin 20 de tipuri de nanooligomeri și cel puțin 30 de tipuri de nanocompozite electroactive prin policondensareoxidativă utilizând unde ultrasonice, vor fi determinate factorii optimi ai reacției (temperatură, timp, raportul reactivilor)pentru obținerea materialelor cu proprietăți dorite, vor fi caracterizate structura, morfologia și conductivitateananooligomerilor și nanocompozitelor obținuți. Rezultatele vor fi valorificate prin publicarea a cel puțin unui articol înreviste indexate SCOPUS sau WoS și prin prezentări la conferințe internaționale. Proiectul va fi implementat de o echipămultidisciplinară cu expertiză în chimia materialelor, sinteza polimerilor și caracterizarea structurilor electroactive.Rezultatele vor contribui la avansarea cunoștințelor în domeniul materialelor funcționale și vor avea un impactsemnificativ asupra industriei și cercetării aplicative.
Rezumatul activității și a rezultatelor obținute în anul 2025
În anul 2025, cercetările s-au concentrat pe crearea noilor oligopolimeri multifuncționali, folosind policondensarea oxidativă a aminelor aromatice și a fenolilor ca bază pentru producerea materialelor la scară nanometrică cu conductivitate electrică. Au fost sintetizate 20 de probe de materiale la scară nanometrică necunoscute anterior din grupul poli(1,4-dihidrodiaminonaftalină) și bis(o-tolilamino)benzen-1,3-dioli. Structura și proprietățile materialelor rezultate au fost studiate utilizând spectroscopia în infraroșu cu transformare Fourier (FTIR), spectroscopia UV-vizibilă, analiza termogravimetrică (TGA), difracția de raze X (XRD), microscopia electronică de scanare (SEM), RMN (13C -RMN și 1H -RMN), spectroscopia de masă (MS) și spectroscopia de rezonanță paramagnetică electronică (RES). Analizele FTIR și RMN au relevat prezența grupărilor amină (-NH) și hidroxil (-OH) în substanțele sintetizate. Analiza spectroscopiei UV-Vizibil a relevat diverse tranziții electronice la nivelurile π-π* și n-π*, indicând sisteme policonjugate în compus. Rezultatele analizei termogravimetrice au arătat o bună stabilitate termică, descompunerea având loc la temperaturi peste 320 °C în azot. Analiza prin difracție de raze X a relevat o structură semicristalină în materialele sintetizate. Conductivitatea nanocompozitelor a fost măsurată prin metoda cu patru sonde și s-a constatat că structura are proprietăți semiconductoare (4,6-10-6 S/cm). Analiza spectroscopică de masă a confirmat corectitudinea structurii propuse pe baza analizei RMN. Examinarea SEM a materialului sintetizat a arătat, că morfologia sa constă în principal din fibre. Nanofibrele sunt caracterizate printr-o lungime de câțiva micrometri și un diametru în intervalul 100–400 nm. Datele de rezonanță paramagnetică electronică au confirmat în continuare existența electronilor nepereche pe atomii de azot din material. Astfel, s-au obținut substanțe care, în ciuda structurii lor moleculare reduse, formează agregate la scară nanometrică ce prezintă proprietăți, precum conductivitatea electrică, similare cu oligomerii cunoscuți.
Teze ale conferințelor ştiinţifice în lucrările conferinţelor ştiinţifice internaţionale
- SUCMAN N, RZAYEV R., GERU I., MACAEV F. Insights into the molecular structure of toluidine-resorcinol nanomaterials via NMR spectroscopy. 25th CEUM. Central and Eastern European NMR Symposium and Bruker Users Meeting. September 3-4, 2025, Budapest, Hungary. p. 1. https://www.bruker.com/en/news-and-events/events/ceum.html
- RZAYEV R., GERU I., SUCMAN N., MAMMADOV B. A., İBADOV E., MACAEV F. Oxidative Polymerization of Ortho-Phenylenediamine and 1,4-Benzenediol: A Route to Nano-Sized Oligomers. Medicine, Molecular and Environmental Sciences Congress (MedMolMed) 2025, November 10-15, 2025, Chișinău, Republica Moldova, p.103. https://doi.org/10.19261/medmol25