- Acronim: AEROGEL
- Cod Proiect: 231/29.11.2022
- Numărul Contractului: 760092/23.05.2023
- Start: 23/05/2023
Final: 30/06/2026 - Durata: 36Luni
- Budget: 7615177.12 RON (din care 6,998,048.00 PNRR și 617,129.12 TVA)
- Autoritatea Contractantă: Ministerul Cercetării Inovării și Digitalizării
- Instituție: UNSTPB-CNMN – Universitatea Națională de Știință și Tehnologie POLITEHNICA București – Centrul Național de Micro și Nanomateriale
| Name | Position in the project |
| Tony Hadibarata | Principal Investigator |
| Ecaterina Andronescu | Senior Researcher |
| Gheorghe Lăzăroiu | Senior Researcher |
| Dan Eduard Mihaiescu | Senior Researcher |
| Marius Rădulescu | Senior Researcher |
| Alexandru Mihai Grumezescu | PostDoc/Responsabil UNSTPB |
| Lia Mara Dițu | PostDoc |
| Anton Ficai | PostDoc |
| Bogdan Ștefan Vasile, PhD | PostDoc |
| Cătălina Alexandra Sima (Lăzăroiu) | PostDoc |
| Alina Maria Holban | PostDoc |
| Ariana Hudiță | PostDoc |
| Miruna-Silvia Stan | PostDoc |
| MOROȘAN Alina | PostDoc1 |
| Vacant position | PostDoc2 |
| Vacant position | PostDoc3 |
| Adelina Gabriela Niculescu | Ph.D. student |
| Cristina Chircov (Uncu) | Ph.D. student |
| Alexandra Cătălina Bîrcă | Ph.D. student |
| Ofelia Sima | Ph.D. student |
| Roxana Doina Trușcă | Ph.D. student |
| BURDUȘEL Alexandra Cristina | Ph.D. student1 |
| MIHAIESCU (Munteanu) Oana Maria | Ph.D. student2 |
| Eusebiu Cristian Florea | Master student1 |
| Bogdan Mihaiescu | Master student2 |
| Vacant position | Technician1 |
| Vacant position | Technician2 |
| Vacant position | Technician3 |
| Florica Marinescu | Technician4 |
| Mariana Pană | Technician5 |
| Elena Lucica Dragu | Technician6 |
Contaminarea apelor cu poluanți industriali și microbi este un pericol serios pentru sănătatea umană și viața acvatică, necesitând metode avansate de remediere. Nanomaterialele fin-adaptate au fost raportate recent ca adsorbanți promițători pentru compușii toxici din apă. O strategie emergentă pentru obținerea de nanostructuri cu proprietăți controlate este folosirea dispozitivelor microfluidice ca platforme de sinteză. Microfluidica oferă un control precis asupra parametrilor de sinteză, generând nanosisteme cu o distribuție îngustă a dimensiunilor, formă omogenă, și compoziție, structură și proprietăți fizico-chimice reproductibile. Însă, sinteza aerogelului prin metode microfluidice este încă la început, fără a se fi raportat până în prezent compozite pe bază de aerogel pentru decontaminarea apei. De aceea, acest proiect își propune să umple acest gol de cercetare și să sintetizeze pe un cip un sistem compozit magnetic pe bază de aerogel pentru decontaminarea apei. Spre realizarea acestui scop au fost stabilite patru obiective majore: (O1) Selectarea cunoștințelor privind dezvoltarea teoretică și experimentală a sistemului compozit magnetic pe bază de aerogel, (O2) Aplicarea cunoștințelor dobândite pentru dezvoltarea unui prototip funcțional, (O3) Validarea fezabilității funcționale a prototipului și (O4) Creșterea impactului proiectului prin valorificarea rezultatelor. Așadar, implementarea cu succes a proiectului va rezulta în validarea funcțională a unui prototip de aerogel obținut prin metode microfluidice cu un nivel de maturitate technologică de TRL 4. Astfel, vor fi impactate pozitiv cele trei niveluri de implicare: instituția gazdă prin dobândirea de resurse umane înalt specializate și cu experiență, și echipa de proiect prin dobândirea de cunoștințe despre sistemele microfluidice și sinteza compozitelor magnetice și mediul științific prin dezvoltarea unei tehnologii avansate de decontaminare a apei cu un potențial ridicat de transfer în domeniul industrial.
| Anul | Etape/Denumirea activității | Rezultate estimative verificabile ale activității, livrabile |
| I | Etapa I (01.07.2023 – 30.09.2023) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – I | Raport cercetare: 3 modele teoretice pentru sistemele compozite pe bază de aerogel |
| Activitatea 1. Model teoretic pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa II (01.10.2023 – 31.12.2023) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – II | Raport cercetare: 3 modele teoretice și experimentale pentru sistemele microfluidice 3D | |
| Activitatea 1. Design și machetare pentru sistemul microfluidic 3D | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| II | Etapa III (01.01.2024 – 31.03.2024) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – III | Raport de cercetare privind configurația microfluidică finală și 8 formulații de sisteme compozite magnetice pe bază de aerogel. |
| Activitatea 1. Teste funționale pentru obținerea compozitelor magnetice pe bază de aerogel | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa IV (01.04.2024 – 30.06.2024) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – IV |
Raport de cercetare privind eficiența de decontaminare a apelor pentru formulațiile create. Participarea la cel puțin 2 conferințe internaționale Publicarea a cel puțin 3 articole de cercetare și 2 review-uri de literatură în jurnale cu factor de impact (cuantificate în primele 12 luni ale proiectului). |
|
| Activitatea 1. Teste funcționale de decontaminare | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Activitatea 3. Valorificarea rezultatelor cercetării | ||
| Etapa V (01.07.2024 – 30.09.2024) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – I |
Raport de cercetare: formulația finală a sistemului compozit magnetic pe bază de aerogel și fișa tehnică a produsului (prototip).
|
|
| Activitatea 1. Stabilirea formulației finale a prototipului | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa VI (01.10.2024 – 31.12.2024) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – II |
Raport de cercetare eficiența prototipului la scală de laborator și în decontaminarea apelor on-site.
|
|
| Activitatea 1. Evaluarea performanțelor prototipului prin teste în laborator și on-site | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| III | Etapa VII (01.01.2025 – 31.03.2025) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – III | Raport de cercetare: parametrii optimi de sinteză și protocoalele de funcționalizare. |
| Activitatea 1. Optimizarea parametrilor de lucru pentru prototipul de material compozit magnetic pe bază de aerogel | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa VIII (01.04.2025 – 30.06.2025) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – IV |
Raport de cercetare privind eficiența antimicrobiană, citotoxicitatea și potențialul inflamator al prototipului. Participarea la cel puțin 2 conferințe internaționale Publicarea a cel puțin 3 articole de cercetare și 2 review-uri de literatură în jurnale cu factor de impact (cuantificate în lunile 1-24 ale proiectului). |
|
| Activitatea 1. Evaluarea eficienței antimicrobiene a prototipului | ||
| Activitatea 2. Evaluarea impactului prototipului asupra celulelor eucariote și vertebratelor | ||
| Activitatea 3. Management proiect și achiziții | ||
| Activitatea 4. Valorificarea rezultatelor cercetării | ||
| Etapa IX (01.07.2025 – 30.09.2025) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – I | Raport de cercetare: raport de repetabilitate; raport de reproductibilitate | |
| Activitatea 1. Studii de repetabilitate și reproductibilitate pentru sinteza formulației finale de aerogel | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa X (01.10.2025 – 31.12.2025) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – II | Raport de cercetare: raport de robustețe; fișa tehnică pentru formulația prototipului de aerogel. | |
| Activitatea 1. Studii de robustețe și evaluarea altor parametri de validare | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| IV | Etapa XI (01.01.2026 – 31.03.2026) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – III | Raport de cercetare: raport de validare. |
| Activitatea 1. Evaluarea posibilității de transfer tehnologic | ||
| Activitatea 2. Management proiect și achiziții | ||
| Etapa XII (01.04.2026 – 30.06.2026) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – IV |
Raport de cercetare: raport cu concluziile workshopului după prezentarea protoripului către partneri industriali și academici. Participarea la cel puțin 2 conferințe internaționale și publicarea a cel puțin 3 articole de cercetare în jurnale cu factor de impact. (cuantificate în lunile 1-36 ale proiectului). Minim 2 cereri de brevet depuse (cuantificate în lunile 1-36 ale proiectului). Minim 2 teze de doctorat susținute în fața comisiei de îndrumare (cuantificate în lunile 1-36 ale proiectului). |
Etapa I (01.07.2023 – 30.09.2023) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – I
Etapa II (01.10.2023 – 31.12.2023) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – II
Etapa III (01.01.2024 – 31.03.2024) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – III
Etapa IV (01.04.2024 – 30.06.2024) – Model teoretic și experimental pentru compozite magnetice pe bază de aerogel obținute printr-un sistem microfluidic – IV
Etapa V (01.07.2024 – 30.09.2024) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – I
Etapa VI (01.10.2024 – 31.12.2024) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – II
Etapa VII (01.01.2025 – 31.03.2025) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – III
Etapa VIII (01.04.2025 – 30.06.2025) – Dezvoltarea prototipului de sistem compozit magnetic pe bază de aerogel – IV
Etapa IX (01.07.2025 – 30.09.2025) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – I
Etapa X (01.10.2025 – 31.12.2025) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – II
Etapa XI (01.01.2026 – 31.03.2026) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – III
Etapa XII (01.04.2026 – 30.06.2026) – Validarea funcțională a prototipului de aerogel pentru decontaminarea apei – IV
I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Articole de cercetare
- Chircov, C.; Dumitru, I.A.; Vasile, B.S.; Oprea, O.-C.; Holban, A.M.; Popescu, R.C. Microfluidic Synthesis of Magnetite Nanoparticles for the Controlled Release of Antibiotics. Pharmaceutics 2023, 15, 2215. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15092215.
- Niculescu A-G, Moroșan A, Bîrcă AC, Gherasim O, Oprea OC, Vasile BȘ, Purcăreanu B, Mihaiescu DE, Rădulescu M, Grumezescu AM. Microwave-Assisted Silanization of Magnetite Nanoparticles Pre-Synthesized by a 3D Microfluidic Platform. Nanomaterials. 2023; 13, 2795. https://doi.org/10.3390/nano13202795.
- Niculescu, A.-G.; Munteanu, O.M.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Vasile, B.Ș.; Istrati, D.; Mihaiescu, D.E.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. New 3D Vortex Microfluidic System Tested for Magnetic Core-Shell Fe3O4-SA Nanoparticle Synthesis. Nanomaterials 2024, 14, 902, https://doi.org/10.3390/nano14110902.
- Niculescu, A.-G.; Mihaiescu, B.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Munteanu, O.M.; Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Istrati, D.; Mihaiescu, D.E.; Grumezescu, A.M. Fabrication and Advanced Imaging Characterization of Magnetic Aerogel-Based Thin Films for Water Decontamination. Gels 2024, 10, 394. https://doi.org/10.3390/gels10060394.
Review-uri de literatură
- Niculescu, A.-G.; Tudorache, D.-I.; Bocioagă, M.; Mihaiescu, D.E.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. An Updated Overview of Silica Aerogel-Based Nanomaterials. Nanomaterials 2024, 14, 469. https://doi.org/10.3390/nano14050469.
- Niculescu, A.-G.; Mihaiescu, B.; Mihaiescu, D.E.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. An Updated Overview of Magnetic Composites for Water Decontamination. Polymers 2024, 16, 709. https://doi.org/10.3390/polym16050709.
Conferințe
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, D.E.; Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.G. Multifunctional magnetic nanoparticles obtained through microfluidic techniques. 2023 Fall Meeting of the European Materials Research Society (E-MRS) – Symposium I – “Synthesis and characterization of functional nanocomposite materials”. Warsaw, Poland, 18-21 Sept. 2023.
- Bîrcă, A.C.; Niculescu, A.-G.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, D.E.; Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.G. Aerogel-based composites obtained through microfluidic methods for water decontamination. 2023 Fall Meeting of the European Materials Research Society (E-MRS) – Symposium I – “Synthesis and characterization of functional nanocomposite materials”. Warsaw, Poland, 18-21 Sept. 2023.
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, D.E.; Vasile, B.Ș.; Mihaiescu, B.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. Magnetic composite aerogel microspheres synthesis, optimization, and applications. Conferința Societății de Microscopie Electronică din România – C.R.E.M.S. Cluj-Napoca, Romania, 18-21 Oct. 2023.
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, D.E.; Vasile, B.Ș.; Mihaiescu, B.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. Aerogel-based systems for organic pollutants water decontamination. Conferința Societății de Microscopie Electronică din România – C.R.E.M.S. Cluj-Napoca, Romania, 18-21 Oct. 2023.
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, D.E.; Vasile, B.Ș.; Mihaiescu, B.; Hadibarata, T.; Grumezescu, A.M. Aerogel-based magnetic composites – novel solution for water decontamination applications. Conferința Societății de Microscopie Electronică din România – C.R.E.M.S. Cluj-Napoca, Romania, 18-21 Oct. 2023.
- Mihaiescu, B.; Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Istrati, D.; Mihaiescu, D.E.; Grumezescu, A.M. Advanced imaging techniques for aerogel-based thin film characterization. Conferința Societății de Microscopie Electronică din România – C.R.E.M.S. Cluj-Napoca, Romania, 18-21 Oct. 2023.
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, B.; Tudorache, D.-I.; .Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Mihaiescu, D.E.; Grumezescu, A.G. Silica-based composite aerogel nanofilms for pesticide residue removal and detection. 2024 Spring Meeting of the European Materials Research Society (E-MRS) – Symposium I – Nano-engineered coatings and thin films: from fundamentals to applications. Strasbourg, France, 27-31 Mai 2024.
- Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Moroșan, A.; Purcăreanu, B.; Mihaiescu, B.; Tudorache, D.-I.; .Vasile, B.Ș.; Hadibarata, T.; Mihaiescu, D.E.; Grumezescu, A.G. Aerogel-based nanofilm catalysts for CO2 conversion. 2024 Spring Meeting of the European Materials Research Society (E-MRS) – Symposium I – Nano-engineered coatings and thin films: from fundamentals to applications. Strasbourg, France, 27-31 Mai 2024.
Brevete
Mihaiescu, B.; Niculescu, A.-G.; Bîrcă, A.C.; Tudorache, D.-I.; Mihaiescu, D.E.; Grumezescu, A.M. Sistem microfluidic pentru reacții în regim vortex cu integrare directă prin imprimare 3D. A100357. 25 Iunie 2024.
