Revista >> Septembrie 2023 [Nr. 257] >> Cover Story

FOTOPLASMAT se poziționează avansat în cursa competitivității și sustenabilității europene prin cercetare

Dr. Nicu Doinel Scarisoreanu, directorul centrului FOTOPLASMAT, INFLPR

21 Septembrie 2023

Realizat în urma implementării proiectului POC 153/26.11.2016, Centrul de Inovare în Fotonică şi Plasmă pentru Materiale şi Tehnologii Avansate - C400 FOTOPLASMAT are ca obiectiv creșterea capacității de cercetare-dezvoltare şi de transfer de cunoștințe a Institutului Național de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei și Radiației - INFLPR din Măgurele și urmărește totodată materializarea unei direcții strategice de dezvoltare a INFLPR: alinierea la standardele, nevoile şi performanțele cerute de mediul industrial şi programele de finanțare a cercetării la nivel național, regional și internațional, cu precădere la cerințele stipulate prin Programele Cadru ale Uniunii Europene. Prin această investiţie, menită să răspundă necesitaţilor şi provocărilor actuale naţionale şi internaţionale, centrul C400 FOTOPLASMAT devine veriga lipsă între activităţile de cercetare aplicativă desfăşurate până acum în INFLPR şi cerinţele de inovare şi dezvoltare tehnologică a companiilor private naţionale sau internaţionale. În acest sens, FOTOPLASMAT va deservi cerințele de inovare ale companiilor din sectoarele economice competitive prin capabilităţi de integrare şi dezvoltare a rezultatelor de cercetare în produse de cercetare inovative la standarde industriale.

Centrul INFLPR, inclus în reţelele de infrastructuri de cercetare de top ale UE
Această viziune inovatoare de a activa şi performa în domeniul cercetării şi inovării a fost validată la nivel internaţional prin includerea INFLPR - prin centrele C400 FOTOPLASMAT şi CETAL - în grupul de 29 de infrastructuri de cercetare europene „LASERS4EU – EUROPEAN LASER RESEARCH INFRASTRUCTURES SERVING SCIENCE AND INDUSTRY FOR OUR FUTURE”, în urma proiectului câştigat în cadrul competiţiei europene HORIZON-INFRA-2023-SERV-01-03. Mai mult decât atât, centrul C400 FOTOPLASMAT a fost inclus în proiectul de infrastructuri de cercetare europene „RESEARCH INFRASTRUCTURE SERVICES TO ENABLE R&I ADDRESSING MAIN CHALLENGES AND EU PRIORITIES”, alături de centrul CETAL din INFLPR, proiect câştigat în contextul competiţiei europene HORIZON-INFRA-2023-SERV-01-01 pentru servicii de infrastructură de cercetare pentru aplicații inovatoare în domeniul nanoștiinței și nanotehnologiei.
Din acest punct de vedere, este foarte clar că succesul centrului C400 FOTOPLASMAT, de a fi inclus în asemenea asocieri de infrastructuri de cercetare europene - LASER4EU şi RIANA (Research Infrastructure Access in Nanoscience & Nanotechnology), la mai puţin de un an de la operaţionalizarea completă, dă un puternic semnal pentru revigorarea cercetării aplicative şi a inovaţiei în cadrul naţional al structurilor de cercetare.

Unicitatea centrului C400 FOTOPLASMAT
C400 FOTOPLASMAT - „Centrul de Inovare în Fotonică şi Plasmă pentru Materiale şi Tehnologii Avansate” este o infrastructură de cercetare care are ca misiune dezvoltarea și integrarea de sisteme şi tehnologii performante de procesare avansată a materialelor cu laser și plasmă , sisteme de caracterizare şi tehnologii de prototipare într-un flux tehnologic (la standard de producție industrial) pentru obținerea de produse și tehnologii cu un grad ridicat de maturitate TRL şi transfer tehnologic către beneficiari interesaţi de producţia de masă. Astfel, C400 FOTOPLASMAT dispune de un complex de camere curate ISO7 de 200 m2, cu posibilitate de ISO6 (40m2), în care au fost integrate şi operaţionalizate sisteme tehnologice unice în ţară, necesare pentru a îndeplini cerinţele enunțate:
- tehnologie de procesare de materiale prin tehnici laser și cu plasmă la standard industrial de 200 mm (8”): depunere laser pulsată (PLD), pulverizare cu magnetron, evaporare cu fascicul de electroni.
- tehnologie de sinteză de ceramici pentru medii active laser şi aplicaţii electronice la standard industrial.
- tehnologie de producere şi testare biomateriale la standard industrial.
- echipamente de caracterizare proprietăţi fizico-chimice dedicate: High Resolution-Transmission Electron Microscopy
(HR-TEM), sisteme de raze X, sisteme de analiză optică, sisteme de determinare proprietăţi electrice, analiză suprafaţă, etc.
- tehnologie de integrare în dispozitive de test funcţionale şi prototipare la standard industrial de 200 mm (8”): FIB (focused ion beam), PL (fotolitografie), EBL (litografie cu fascicul de electroni), sisteme de testare senzori, etc.
C400 FOTOPLASMAT este organizat în 4 laboratoare principale şi 5 laboratoare şi ateliere suport, funcţionarea acestora şi interconectarea fiind testată anterior în alte departamente ale INFLPR, cum ar fi Secţia Laseri, CETAL, etc., având la dispoziţie 84 de instalaţii, echipamente şi instrumente independente de cercetare, dintre care 23 echipamente în valoare de peste 100.000 euro.

Din punct de vedere funcţional şi organizatoric, centrul cuprinde :
• Laboratorul 1 Sinteză - procesare – funcționalizare, condus de dr. Bogdana Mitu:
- Facilitarea transferului tehnologic plecând de la cercetări şi tehnologii de laborator realizate în INFLPR în domeniul sintezei de straturi subţiri şi ceramici transparente.
- Grad de noutate naţional: sisteme de depunere de straturi subţiri la standard industrial de 200 mm (8 inch), sisteme de producere ceramici la standard industrial.
• Laborator 2 Analiza, Caracterizare, Testare, condus de dr. Valentin Ion:
- Misiunea este aceea de a caracteriza proprietăţile materialelor procesate cu laser/plasmă/radiaţie, a dispozitivelor obţinute în cadrul laboratoarelor institutului şi oferirea de servicii de testare/caracterizare către agenţi economici sau către instituţii (universităţi/institute cercetare) care nu deţin capabilităţi performante de testare.

• Laboratorul 3 Biologie, condus de dr.Valentina Dincă:
- Facilitate pentru evaluarea de biomateriale, suprafeţe modificate prin tehnici diverse, compuşi sintetizaţi în INFLPR, laboratoare partenere, etc;
• Laborator 4 Prototipare, condus de dr. Mihai Zamfir:
- Laborator indispensabil pentru realizarea de transfer tehnologic plecând de la cercetări şi tehnologii de laborator în domeniul „Eco-Nano-Tehnologii și Materiale Avansate”.
- Grad de noutate naţional: sisteme de litografie optică sau cu fascicul de electroni la standard industrial de până la 200 mm (8 inch), sisteme de procesare de materiale cu fascicul de ioni (FIB) la standard industrial.
Cu ajutorul acestui lanţ complet de cercetare la standard industrial, putem să răspundem la necesităţile de inovare ale companiilor private naţionale/internaţionale cu acurateţe foarte mare şi mai ales cu încrederea că se va scurta foarte mult timpul necesar transferului tehnologic şi obţinerii de către compania parteneră a produsului final.

Contribuția FOTOPLASMAT şi CETAL în cadrul LASER4EU
În cadrul reţelei de infrastructuri de cercetare „LASERS4EU – EUROPEAN LASER RESEARCH INFRASTRUCTURES SERVING SCIENCE AND INDUSTRY FOR OUR FUTURE”, centrul C400 FOTOPLASMAT va participa în mod direct la acţiuni de cercetare fundamentală şi aplicativă lansate în spaţiul european al tehnologiilor fotonice, cu plasmă şi radiaţie, în special în domeniul aplicațiilor senzoristice și a semiconductorilor. Lasers4EU întrunește într-o platformă extinsă și distribuită complet virtual infrastructurile majore de cercetare din domeniul laserilor, din cadrul unui număr mare de state membre ale Uniunii Europene. Această infrastructură de cercetare se adresează unei comunități largi de utilizatori, din mediul academic și din industrie, și oferă acces la un portofoliu excepțional de capabilități tehnice și științifice. Cu ajutorul expertizei științifice a cercetătorilor din unitățile gazdă, Lasers4EU le permite astfel utilizatorilor să efectueze studii de cercetare într-o gamă extrem de largă de subiecte de mare impact, în domenii precum științele vieții, nanoprocesarea materialelor, etc. Tehnologia laser a trecut printr-o serie de progrese și descoperiri remarcabile, ajungând să fie la rândul ei o sursă de inovare pentru aplicații și produse extrem de diversificate și cu impact social mare. Prin acestea a contribuit substanțial la creșterea economică și la rezolvarea provocărilor din domeniile sănătății, mediului și al energiei. Prin abordarea sa strategică, Lasers4EU își propune să consolideze poziția de lider a Europei, prin coordonarea pe termen lung a activităților de cercetare cu laseri în domeniile științifice, industriale și medicale ale Spațiului European.
Principalele preocupări ale reţelei LASER4EU, precum şi ale centrelor C400 FOTOPLAMAT şi CETAL din INFLPR vor fi:
• să ofere acces coordonat și eficient la servicii de înaltă calitate utilizatorilor din mediul academic și industrie în cadrul a 27 de facilități laser europene de top,
• să susțină domeniul european al infrastructurilor de cercetare laser prin acces sporit, acoperire geografică extinsă și colaborări îmbunătățite cu alte rețele și proiecte europene,
• să stimuleze creșterea resurselor umane în domeniile științifice bazate pe laseri prin implementarea de activități de formare pentru cercetători din noi domenii ale științei și tehnologiei, și din cadrul regiunilor geografice cu comunități laser mai puțin dezvoltate.

Valoarea participării în proiectul RIANA
Întrucât cercetarea în domeniul nanotehnologiei este vitală pentru sustenabilitatea economică şi socială la nivel global, după cum se poate observa în această perioadă datorită crizei semiconductorilor, este foarte clar că progresul în aceste domenii nu poate fi realizat fără utilizarea infrastructurilor de cercetare performante cu posibilităţi ridicate de inovare. După cum am precizat şi cu alte ocazii, dacă în cercetarea științifică fundamentală INFLPR a atins şi menţinut un nivel ridicat pe plan naţional şi european, în ceea ce priveşte activitatea de inovare şi de transfer de cunoaştere realizările au fost în trend cu nivelul naţional, din motive obiective care nu ţin de calitatea cercetării efectuate sau a potenţialului de performanţă existent. Însă, prin participarea C400 FOTOPLASMAT în proiectul RIANA se va contribui esenţial la îndeplinirea a două obiective strategice ale INFLPR şi anume:
• Creşterea capacităţii de cercetare-dezvoltare şi de transfer de cunoaştere a INFLPR pentru satisfacerea cerinţelor de inovare ale companiilor din sectoarele economice competitive.
• Obţinerea poziţiei de lider european regional în domeniul aplicaţiilor industriale şi biomedicale bazate pe tehnologii fotonice, cu plasmă şi radiaţie.
Proiectul de mari infrastructuri de cercetare RIANA - „RESEARCH INFRASTRUCTURE SERVICES TO ENABLE R&I ADDRESSING MAIN CHALLENGES AND EU PRIORITIES”- cuprinde 7 rețele europene care însumează 69 de infrastructuri de cercetare de nivel înalt pentru a acoperi cele mai avansate tehnici relevante pentru sinteză, nanofabricație, prelucrare, caracterizare, analiză, precum și simulare. Această asociere de infrastructuri RIANA - care are în componență de la facilități de fascicule de electroni și ioni, cum fi DESY (Deutsches Elektronen-SYnchrotron) și HZDR – Helmholtz-Zentrum Dresden-Ro-
ssendorf, până la universități și institute de prestigiu din toată Europa -, are scopul de a atrage atât utilizatori experimentați, cât și noi, din mediul academic sau industrial, transformându-le ideile promițătoare în idei de succes cu un nivel mai înalt de maturitate tehnologică TRL. RIANA este flexibilă în ceea ce privește subiectele științifice emergente și nevoile viitoare: împreună cu părțile interesate din comunitatea de nanotehnologie, RIANA implementează oportunitatea de a oferi acces flexibil la infrastructuri suplimentare în și chiar în afara Europei și a consorțiului actual, și de a direcționa serviciul ştiinţific către nevoile în schimbare ale utilizatorilor. Mai mult decât atât, consorțiul RIANA va dezvolta o strategie pentru viitorul nanoștiinței și nanotehnologiei în cadrul infrastructurilor de cercetare europene componente.
În cadrul RIANA, accesul personalizat și extrem de eficient la 69 de infrastructuri de cercetare din Europa, inclusiv la centrul C400 FOTOPLASMAT, este coordonat printr-un management unic și este facilitat printr-un serviciu comprehensiv de ştiinţă și inovație oferit de cercetători seniori, experți în transferul tehnologiei de la mediul academic la industrie, și de către tineri cercetători cu un nivel înalt de pregătire. Tinerii cercetători ridică experiența în infrastructuri de cercetare la un nivel cu totul nou: ei furnizează servicii științifice personalizate, susținând utilizatorii de la ideile inițiale la experimentele practice, în analiza datelor și diseminarea rezultatelor, pentru a genera cel mai mare impact din accesul la infrastructuri de cercetare de nivel mondial. Practic, ideea de funcţionare a acestei superasociaţii de infrastructuri de cercetare este echivalentă cu principiul de funcţionare a C400 FOTOPLASMAT şi anumepentru fiecare rezultat de cercetare fundamentală cu potenţial transferabil obţinut în cadrul diverselor domenii de specializare inteligentă sau strategice se pot determina caracteristicile de inovare ale respectivului produs de cercetare cu acurateţe foarte mare. Astfel, cadrul centrului C400 ia în considerare următoarele ipoteze de lucru:
– facilităţile de cercetare pot asigura produse de cercetare de înaltă tehnologie companiilor tip IMM care reprezintă motorul promovării rezultatelor inovării, iar cerinţele acestora de inovare pot fi deservite în sfera procesării de materiale avansate pentru electronică (semiconductori, piezoelectrici, feroelectrici, etc ), nano-materiale şi nanostructuri realizate prin tehnici laser şi plasmă, acoperiri optice, protective, dure pentru funcţionare în condiţii extreme, dispozitive senzoristice şi biomateriale şi tehnologii pentru sănătate.
– pentru a răspunde cât mai bine acestor cerinţe avute de IMM-urile naţionale sau internaţionale, este necesar să fie oferite infomatii suplimentare despre produsele de cercetare obţinute în centru, astfel încât compania IMM parteneră să estimeze cât mai exact potenţialele pieţe de desfacere, costurile de producţie, resursa umană şi calificarea necesară, etc.