Revista >> Aprilie 2022 [Nr. 243] >> Top Story

Institutul Național de Cercetare - Dezvoltare pentru Fizica Materialelor la 25 de ani de la înființare

Dr. Lucian Pintilie, director stiintific INCDFM

14 Aprilie 2022

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materia-lelor (INCDFM) a fost înfiinţat în anul 1996 prin Hotărârea de Guvern (HG) numărul 1312 din 25 noiembrie 1996, fiind continuatorul Institutului pentru Fizica şi Tehnologia Materialelor (IFTM), parte componentă a Institutului de Fizică Atomică (IFA) până în 1996. La finalul anului 2021 INCDFM a împlinit 25 de ani de la înfiinţare, ceea ce constituie un prilej de sărbătoare, de bilanţ şi de proiecţie spre viitor.

Anii de început, de la finalul anilor ’90 şi începutul anilor 2000, au fost ani grei, marcaţi de o finanţare extrem de deficitară, care a dus la accentuarea fenomenului de brain-drain către ţările occidentale din Europa ori către alte state dezvoltate din lume (SUA, Canada, Australia, etc.). Cercetători tineri şi mai puţin tineri au plecat din cauza lipsei infrastructurii şi a perspectivelor de dezvoltare pe termen scurt şi mediu. Unii dintre ei nu s-au mai întors, alţii au revenit după stagii de lucru îndelungate în străinătate. În ciuda dificultăţilor, conducerea INCDFM, asigurată în acei ani de către domnii directori generali Alexandru Aldea şi Ştefan Frunză (in memoriam) au reuşit totuşi să păstreze un minim nucleu de cercetători pentru a asigura continuarea funcţionării institutului, în ciuda condiţiilor precare de lucru şi a salariilor la limita subzistenței (undeva sub 100 USD pentru cercetători experimentaţi).

Saltul calitativ
Un prim pas de revigorare a fost posibil după 2003, odată cu introducerea noii legislaţii a cercetării şi a Programelor Nucleu, ceea ce a oferit o oarecare stabilitate şi predictibilitate financiară. Un al doilea pas l-a constituit introducerea Programului CEEX, în perioada de pre-aderare la Uniunea Europeană şi în primii 2 ani după aderare (anii 2004-2008). INCDFM a câştigat un număr însemnat de proiecte CEEX, ceea ce a permis negocierea unor salarii cât de cât decente pentru personalul de cercetare, dar şi modernizarea parţială a infrastructurii de cercetare prin punerea în comun a banilor de la Nucleu şi proiecte CEEX pentru achiziţia unor echipamente mai scumpe, cum ar fi difractometre de raze X, microscoape electronice de baleiaj (SEM), instalaţii de depunere pentru straturi subţiri (pulverizare în RF cu magnetron, depunere în fascicol laser pulsat-PLD), dar şi diferite echipamente pentru investigarea proprietăţilor fizico-chimice ale materialelor. Saltul calitativ decisiv către o instituţie de cercetare de top în ţară şi de nivel mediu la nivel european a fost însă posibil prin accesarea fondurilor structurale în exerciţiul financiar 2007-2014, perioadă în care INCDFM a câştigat două proiecte destinate modernizării infrastructurii de cercetare existente şi creării de noi infrastructuri de cercetare (programul POS-CCE), în valoare totală de peste 20.000.000 euro: proiectul „Centrul Euro-regional de Studii al Materialelor Avansate, Suprafeţelor şi Interfeţelor (CEUREMAVSU)”, perioada 2009-2011; proiectul „Centrul de Cercetare, Inovare şi Tehnologii pentru Materiale Noi (RITecC)”, perioada 2014-2015. Cu acest prilej au fost modernizate o serie de laboratoare de cercetare în clădirile iniţiale ale INCDFM, a fost construită o aripă nouă, destinată exclusiv laboratoarelor de cercetare (vezi foto 1) şi au fost achiziţionate o serie întreagă de echipamente de cercetare moderne (state-of-the-art la momentul achiziţiei), printre care: cameră curată de circa 200 mp (clase 10000, 1000 şi 100) pentru activităţi de nanofabricație; două microscoape TEM, dintre care unul cu corector de aberaţie sferică pe fascicolul de probă; microscoape SEM cu rezoluţie mai bună care pot fi utilizate şi pentru nano-litografie; echipamente pentru spectroscopie Moessbauer, RES, Raman, fotoluminiscență, XPS; echipamente pentru investigarea proprietăţilor electrice şi magnetice ale materialelor; diverse alte echipamente de preparare a materialelor şi de caracterizare a lor (foto 1).

Consolidarea
În paralel cu îmbunătăţirea substanţială a infrastructurii de cercetare, INCDFM a continuat să aibă un succes remarcabil la competiţiile naţionale şi internaționale, câştigând anual diferite proiecte de cercetare. În fiecare an din perioada de după finalizarea primului proiet POS-CCE, INCDFM a derulat sau derulează între 50 şi 60 de proiecte de cercetare. Finanţarea pe Programele Nucleu a crescut de asemenea, proporţional cu creşterea veniturilor din cercetare şi cu rezultatele foarte bune înregistrate la competițiile Nucleu din anii 2009, 2016, 2017 şi 2019. În felul acesta, veniturile medii ale INCDFM au fost în fiecare an în jur de 40.000.000 lei, fluctuaţiile în general pozitive fiind prilejuite de câştigarea unor proiecte importante pe fonduri structurale (pe lângă cele două proiecte POS-CCE din ciclul 2007-2014, au mai fost câştigate două proiecte transfrontaliere cu Bulgaria, iar în ciclul 2014-2021 au fost câştigate două proiecte POC-G-Transfer de cunoştinţe către mediul privat, două proiecte POC-E pentru atragerea de specialişti din străinătate, un proiect POC-Sinergii pentru sprijinirea INCDFM ca membru în infrastructura europeană distribuită de cercetare C-ERIC, şi un proiect PTI-colaborare cu întreprinderi inovative), dar şi pe fonduri SEE-Norvegia, pe fonduri europene sau pe fonduri naţionale (ex. două proiecte de tip Soluţii).
Îmbunătăţirea bazei materiale a avut influenţe pozitive şi asupra relaţiilor directe cu mediul privat. Astfel, serviciile de cercetare prestate către companii din ţară şi străinătate s-au diversificat, iar volumul de finanţare atras din mediul privat a crescut relativ constant în ultimii ani. Merită amintite cele două contracte de cercetare încheiate cu firmele Cyber Swarm Ltd (2018-2019) şi Swarm European Services SRL (2021-2023), ambele în valoare de câte 200.000 USD, prin care INCDFM a pus la punct tehnologia de realizare a dispozitivelor memristoare pentru aplicaţii de criptografie analogică şi reţele neuronale (foto 2).

Recunoașterea și anvergura internațională
Infrastructura de cercetare de top, domeniile de cercetare avansate abodate în INCDFM, precum şi o oarecare stabilitate financiară au constituit argumente convingătoare pentru atragerea de tineri, dar şi de specialişti cu experienţă, care au venit să lucreze în institut. INCDFM scoate anual între 3 şi 10 posturi pentru cercetare, fie la nivel de începători (asistenţi cercetare), fie la nivel de cercetători cu recunoaştere internaţională, specialişti în domenii de cercetare de interes pentru INCDFM. Astfel, personalul implicat direct în activităţi de cercetare a crescut treptat, de la circa 130 persoane în anii 2008-2009, la aproximativ 200 persoane în anii 2020-2021, ceea ce reprezintă aproape 70 % din totalul personalului angajat. Merită menţionat şi faptul că 154 de cercetători sunt posesori a titlului de Doctor în Ştiinţe, ceea ce reprezintă 75 % din personalul de cercetare. Media de vârstă la nivel de institut a scăzut constant, ajungând la circa 43 de ani în prezent. Pe lângă atragerea de tineri sau cercetători cu experienţă din ţară, INCDFM a reuşit să integreze în personalul său de cercetare şi cercetători români din diaspora, precum şi cercetători cu alte cetăţenii decât cea română. Astfel, în momentul de față în INCDFM lucrează cercetători din Franţa, Portugalia, Brazilia, Mauritania şi Maroc.
Vizibilitatea internaţională a INCDFM s-a îmbunătăţit şi ea substanțial în ultima decadă. Institutul colaborează activ cu peste 80 de organizaţii de cercetare de pe toate continentele şi este parte a câtorva mari colaborări sau consorţii internaţionale, cum ar fi:
– Infrastructura pan-europeană distribuită C-ERIC (vezi https://www.ceric-eric.eu/). INCDFM este membru fondator, participând cu laboratoarele de microscopie electronică prin transmisie şi rezonanţă electronică de spin.
– Consorţiul RD50, coordonat de CERN, care are ca scop optimizarea detectorilor de radiaţii pe bază de Si pentru viitoarele experimente ce se vor desfăşura în cadrul S-LHC (vezi https://rd50.web.cern.ch/). INCDFM coordonează pachetul de lucru destinat investigării defectelor microscopice electric active, cele care au impactul cel mai mare asupra performanţelor detectorilor. Fără o bună cunoaştere a acestor defecte ar fi greu de găsit modalităţi pentru optimizarea detectorilor.
– Membru asociat în Asociaţia Universităţilor Francofone (AUF). În această calitate, INCDFM găzduieşte anual un număr de bursieri Eugen Ionesco (între 3 şi 6), în special din ţări africane şi din unele ţări europene (ex. Republica Moldova).
Tot în planul vizibilităţii internaţionale se poate cataloga şi organizarea de evenimente ştiinţifice. Astfel, INCDFM a fost organizatorul principal a mai multor evenimente ştiinţifice, dintre care putem aminti: ediţia cu numărul XIV a conferinţei Electroceramics (conferinţă organizată la fiecare doi ani, ediţia din 2014 fiind găzduită de către hotelul Intercontinental, Bucureşti); a 36-a ediţie a conferinţei internaţionale privind aplicaţiile spectroscopiei Moessbauer, ICAME 2021 (organizată de către INCDFM la hotelul ARO din Braşov); a 3-a conferinţă internaţională privind interacţiile hiperfine şi aplicaţiile lor, HYPERFINE 2021 (organizată în paralel cu ICAME 2021). INCDFM este de asemenea co-organizator tradiţional al conferinţei ROCAM. Din anul 2016 INCDFM organizează propriul eveniment ştiinţific, intitulat International Workshop on Materials Physics (IWMP). Evenimentul este organizat anual, pe tematici ştiinţifice de interes pentru agenda de cercetare a institutului, participarea având loc exclusiv pe bază de invitaţie adresată direct personalităţilor cu prestigiu internaţional în domeniul selectat pentru anul respectiv. Pe lângă participanţii la diferitele evenimente organizate de către INCDFM, numeroase personalităţi au vizitat institutul, printre care merită amintit în mod special profesorul Albert Fert, laureat al Premiului Nobel pentru Fizică în anul 2007 (foto 3).

Toate cele menţionate mai sus (infrastructura modernă de cercetare, resursa umană înalt calificată, participarea la proiecte şi consorţii internaţionale, colaborarea cu organizaţii de cercetare de prestigiu din întreaga lume) au dus la creşterea calitativă a rezultatelor INCDFM. Trebuie menţionat că INCDFM desfăşoară preponderent activităţi de cercetare fundamentală şi aplicativă (TRL între 1 şi 3), rezultatele acestora materializându-se în articole ştiinţifice publicate în fluxul principal de jurnale internaţionale. Anual sunt publicate între 180 şi 200 articole indexate în bazele de date Web of Science sau Scopus, peste 99 % fiind în jurnale cu factor de impact. Ponderea cumulată a factorilor de impact a crescut treptat, ajungând la aproape 950 în anul 2021, ceea ce dovedeşte că majoritatea lucrărilor sunt publicate în jurnale cu factor de impact mare sau foarte mare, altfel spus în jurnale clasificate în quartila Q1 în ierarhiile internaţionale (mai mult de 50 % din articole sunt publicate în jurnale clasate în Q1 la nivelul anului 2021). Pe lângă articole, rezultatele mai sunt valorificate sub formă de brevete de invenţii. Astfel, numărul cererilor de brevet de invenţie depuse la OSIM a crescut treptat, ajungându-se, în ultimii 5 ani, la o medie de peste 20 de cereri înregistrate pe an.
Sunt cazuri în care cercetările merg mai sus de TRL3, către TRL 4 sau 5, ceea ce înseamnă modele funcţionale, testate în condiţii de laborator. Astfel, dintre modelele funcţionale dezvoltate în INCDFM putem aminti: cuptor de tratament termic rapid (foto 4a); instalaţie de electrofilare (foto 4b); detectori piroelectrici pentru energimetre laser (foto 4c) sau mașină de printare pentru celule solare de tip perovskit (foto 4d).

Direcțiile strategice, perspectiva
În ultimii 15 ani INCDFM a trecut prin trei evaluări în vederea acreditării/certificării: prima oară în anul 2008, când a obţinut acreditarea ca instituţie de cercetare; a doua oară în anii 2011-2012, când a obţinut certificarea pentru activităţi de cercetare cu un calificativ A+; a treia oară în 2020, când a obţinut acreditarea pentru activităţi de cercetare cu 99 puncte din 100 posibile. De-a lungul timpului INCDFM a fost implicat în creionarea strategiilor naţionale în domeniul CDI sau al specializărilor inteligente, specialişti din institut fiind cooptaţi în diverse paneluri şi comisii implicate în elaborarea strategiilor respective. Planul de dezvoltare al INCDFM, aprobat la evaluarea instituţională din anul 2020, a fost conceput ca o intersecţie dar şi punct de cotitură între strategia naţională CDI încheiată, 2014-2020, şi nouă strategie naţională CDI (cu toate componentele sale) ce urmează să fie aprobată pentru perioada 2021-2027. Principalele direcţii strategice de cercetare sunt: Cercetări la frontieră în domeniul materialelor funcționale avansate pentru aplicații cu valoare adăugată mare (ex. calcul analogic, reţele neuronale, materiale pentru tehnologii cuantice, etc.); Cercetări multidisciplinare privind dezvoltarea de materiale și metode cu aplicabilitate în zona eco, bio și medicală (ex. acoperiri bio-compatibile, bio-senzori, materiale bio-mimetice, etc.); Dezvoltarea de materiale, heterostructuri și compozite pentru sectoare de nișă ale economiei (ex. condiţii de lucru extreme); Modelare și simulare în domeniul fizicii stării condensate și al materialelor funcționale; Dezvoltarea metodelor de caracterizare în domeniul materialelor; Dezvoltarea de modele funcționale și prototipuri pentru aplicații având la bază materialele preparate și studiate în institut, metodele de sinteză și caracterizare; Procese optice induse de materiale avansate nanostructurate și aplicații în domenii de specializare inteligentă (ex. pentru domeniul farmaceutic).
Există deci premisele ca dezvoltarea INCDFM să continue, astfel încât institutul să îşi întărească statutul de instituţie de cercetare de elită la nivel naţional, şi să îşi crească statutul la nivel internaţional. Totul depinde însă de o finanţare predictibilă şi sustenabilă a cercetării, precum şi de direcţia pe care o va lua reforma în cercetare promovată în ultimii doi ani prin mecansimul PSF.