Obiectivele și activitățile  realizate în cadrul proiectului

Obiectivul principal al proiectului CARBIOEN a constat în obținerea de materiale multifuncționale pe bază de carbon pornind de la precursori biopolimerici, săruri metalice şi solvenți ne toxici, prin două metode derivate din : i) metoda convențională: metoda chimică şi ii) metoda neconvențională: metoda laser, cu aplicații în două domenii distincte şi anume biomedicină și stocajul de energie. Pentru a atinge acest obiectiv principal au fost stabilite și îndeplinite cinci obiective specifice cu activitățile corespunzătoare:

O1: Sinteza de materiale carbonice

• A1.1: Sinteza chimică
• A1.2 : Sinteza laser

 

• sinteza chimică
  • --> metoda separării de fază
  • --> metoda evaporării
• sinteza laser
  • --> iradiere la λ=365 nm
  • --> iradiere la λ=355 nm

Figura 1 prezintă schematic pașii efectuați pentru obținerea materialelor carbonice.

Figura 1.  Sinteza de materiale carbonice

O2: Caracterizarea fizico-chimică a materialelor carbonice

• A2.1: Caracterizarea fizico-chimică a materialelor polimerice
• A2.2 : Caracterizarea fizico-chimică a materialelor carbonice

 

In scopul realizării obiectivului O2 am caracterizat fizico-chimic materialele şi soluțiile polimerice, dar și pe cele carbonice nedopate și compozite, prin tehnici de caracterizare precum UV-Vis, FTIR-ATR, XRD, TGA, XPS, TEM, Adsorpție de N2.

Figura 2 prezintă patru tipuri diferite de materiale obținute prin metoda iradierii la λ=365nm și anume : carbon ce are la baza un singur precursor carbonic - chitosan (a) și - phloroglucinol (b), carbon ce are la baza doi precursori carbonici phloroglucinol-chitosan (1:1) (c) și carbon ce are la baza doi precursori carbonici phloroglucinol-chitosan) (1:1) și un precursor metalic (FeN3O9·9H2O). Metodele dezvoltate în cadrul proiectului CARBIOEN permit obținerea de materiale carbonice cu diferite proprietăți morfologice, structurale și texturale.

Figura2. Morfologia suprafeței materialelor obținute folosind metoda iradierii la λ=365 nm și care au la bază diferiți precursori: chitosan (a), phloroglucinol (b), phloroglucinol-chitosan (1:1) (c) și phloroglucinol-chitosan (1:1) + FeN₃O₉·9H₂O.

O3: Evaluarea biocompatibilității materialelor carbonice

• A3.1: Evaluarea biocompatibilității materialelor
• A3.2 : Evaluarea morfologiei celulare

 

Obiectivul O3 a fost îndeplinit prin testarea viabilității/proliferării celulare prin teste specifice (MTS) şi analizarea morfologiei celulare prin marcarea fluorescentă a structurilor specifice (citoschelet şi nucleu) pentru materialele carbonice.

Figura 3 prezinta marcarea fluorescenta a structurilor specifice pentru materialele carbonice chitosan-phloroglucinol (1-1) (a) și rezultatele testelor MTS pentru aceste materiale la 24, respectiv 72h (b). Imaginile obținute în urma marcării fluorescente a fibrelor de actină şi a nucleilor prezintă un grad ridicat de similitudine cu cele ale materialului control, indicând astfel caracterul biocompatibil al materialelor de interes. Mai mult decât atât, rezultatele testelor MTS indică viabilitatea și proliferarea celulară până la 72h.

Figura3. Marcarea fluorescentă a structurilor specifice pentru materialele carbonice chitosan-phloroglucinol (1-1)(a) și rezultatele testelor MTS pentru aceste materiale la 24, respectiv 72h (b).

O4: Evaluarea electrochimică a materialelor carbonice ca electrozi pentru stocarea de energie. In vederea îndeplinirii obiectivului O4 au fost demarate teste pentru optimizarea condițiilor de testare a materialelor ca electrozi pentru aplicații în supercapacitori și baterii.

O5: Gestionarea proiectului şi diseminarea rezultatelor

• A5.1: Gestionarea proiectului
• A5.2 : Diseminarea rezultatelor
• A5.3 : Stagii de lucru