DIRECTOR DE PROIECT:         Dr. Serban Georgescu
PROJECT MANAGER:             Dr. Serban Georgescu
Email: serban.georgescu@inflpr.ro

DURATA PROIECTULUI:        2008 - 2011
CONDUCATOR PROIECT:      INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU FIZICA LASERILOR, PLASMEI SI RADIATIEI INFLPR DIN BUCURESTI

PARTENERI:                        1. UNIVERSITATEA BUCURESTI, FACULTATILE DE BIOLOGIE SI CHIMIE
                                           2. INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU FIZICA MATERIALELOR                                                                       

OBIECTIVELE PROIECTULUI
1. Sinteza si caracterizarea structurala a pulberilor nanocristaline de YVO₄, Y₂O₃ si NaYF₄, dopate cu ytterbiu si erbiu.
2. Determinarea eficientei fluorescentei acestor pulberi si a dependentei ei de metoda de sinteza si proprietatile structurale ale particulelor.
3. Imbracarea nanofosforilor cu straturi pasivante biocompatibile.
4. Dezvoltarea unei tehnologii de identificare si caracterizare la nivel molecular a proteinelor membranare prin imbinarea metodelor moderne de exprimare genetica, chimia suprafetelor, biofizica membranelor, electrofiziologie, prelucrari de imagine.

OBJECTIVES
1. Synthesis and structural characterization of nanocrystalline powders of YVO₄, Y₂O₃ and NaYF₄, doped with erbium and ytterbium.
2. Measurement of the fluorescence efficiency of these powders and its dependence on the synthesis method and on the structural properties of the particles.
3. Coating of the nanophosphors with passive and biocompatible layers.
4. Development of a technology for the identifying and characterization of the membrane proteins at the molecular level by the combination of modern methods for genetic expression, 
surface chemistry, membrane biophysics, electrophysiology, image processing.

REZULTATE
ETAPA 1, 2009
• Au fost sintetizate pulberi nanometrice de Y₂O₃ si YVO₄ dopate cu Yb si Er si pulberi micrometrice de NaYF₄ dopate cu Yb si Er. Pentru a monitoriza transformarile care au loc in urma tratamentelor
termice au fost sintetizate si pulberi de YVO₄ dopate cu Eu (utilizand proprietatile de sonda foarte sensibila ale Eu³⁺).
• Pulberile obtinute au fost caracterizate prin difractie de raze X, microscopie electronica si spectroscopie optica.
• Au fost masurate spectrele de luminescenta excitata prin conversie superioara pentru pulberile de Y₂O₃, YVO₄ si NaYF₄ dopate cu Yb si Er. A fost masurata cinetica nivelului ⁴S_3/2 in pulberi.
• Rezultatele au fost diseminate astfel:
1. E. Cotoi, A.M. Voiculescu, S. Georgescu, O. Toma, T. Rosu, L. Bran, E. Borca, S. Hodorogea, D.C. Ilies, “Synthesis and spectroscopic characterization of upconversion nanophosphor NaYF₄ doped
with erbium and codoped with ytterbium,” JOAM Symposia 1, 689-692 (2009).
2. S. Georgescu, A.M. Voiculescu, E. Cotoi, O. Toma, L. Gheorghe, A. Achim, C. matei, I. Enculescu, E. Matei, and M. Osiac, “Optical and morphologic properties of YVO₄:Eu phosphor,”
Proc. SPIE Vol. 7469, 74690C.
3. C. Matei, A.M. Voiculescu, S. Georgescu, E. Cotoi, O. Toma, O. Sandu, ”Visible luminescence of Y₂O₃:Er:Yb and YVO₄:Er:Yb nanophosphors excited in infrared,”
10th International Balkan Workshop on Applied Physics (IBWAP), July 6-8, 2009, Constanta, Romania, presentation S1-P65; Book of Abstracts, ISBN 978-973-614-507-0, page 88 (2009).
4. A.M. Voiculescu, S. Georgescu, E. Cotoi, O. Toma, C. Matei, “Reflectance spectra of YVO₄:Eu nanophosphors,” 10th International Balkan Workshop on Applied Physics (IBWAP),
July 6-8, 2009, Constanta, Romania, presentation S1-P66; Book of Abstracts, ISBN 978-973-614-507-0, page 88 (2009).

 ETAPA 2, 2009
• A fost proiectat un montaj experimental pentru masurarea eficientei fosforilor.
• A fost adaptat un microscop inversat de fluorescenta pentru vizualizarea fosforilor cu conversie superioara pentru pompaj in IR.
• Rezultatele au fost diseminate astfel:
1. A fost prezentat posterul ”Fosfori pompaţi în infraroşu cu emisie în vizibil pentru aplicaţii în biologie şi medicină,” la Expoziţia realizărilor cercetării româneşti SALONUL CERCETĂRII – 2009.
2. A fost prezentat posterul ”Sinteza si caracterizarea unor nanoparticule biospecifice cu aplicatii in laboratoarele de cercetare si analize biomedicale,” la A XXVII-a Sesiunea Anuala a
Societatii Nationale de Biologie Celulara, Bistrita, Iunie 2009.
3. S. Georgescu, E. Cotoi, A.M. Voiculescu, O. Toma, C. Matei, “Reflectance spectra of YVO₄: Eu³⁺ phosphors synthesized by direct precipitation,” Rom. Journ. Phys. 55 (7-8), 750-757 (2010).

ETAPA Unica, 2010

ETAPA Unică 2011
In cadrul etapei “Dezvoltarea metodelor de determinare a eficienţei fosforilor şi de imagistică. Cercetari privind pasivarea şi biocompatibilizarea nanofosforilor” au fost realizate următoarele:
• A fost pusă la punct o metodă relativă de estimare a eficienţei fosforilor cu conversie superioară sintetizaţi în cadrul proiectului. Metoda se pretează la pulberile uscate de fosfori. Metoda se bazează
pe estimarea energiei (puterii) absorbite din spectrele de reflectanţă difuză iar energia emisă este determinată din aria spectrelor de luminescenţă.
• Sistemul de achiziţie şi prelucrare a imaginilor, bazat pe microscopul inversat a fost optimizat prin filtrarea radiaţiei de pompaj şi plasarea într-o poziţie reglabilă a fibrei optice care transportă radiaţia de
pompaj. Calitatea imagnilor este bună.
• Rezultatele obţinute în cadrul acestei etape au fost diseminate prin publicarea a patru lucrări care se referă la procesele de conversie superioară infraroşu-vizibil, la studiul modificărilor induse de tratamentele
termice asupra nanofosforilor, la sinteza şi caracterizarea unui nou material (LGN) dopat cu erbiu şi ytterbiu ca potenţial fosfor cu conversie superioară, la interacţia nanoparticulelor de NaYF₄:Er:Yb cu
membranele lipidice reprezentate prin monostraturi fosfolipidice. S-a participat cu un poster la Expoziţia realizărilor cercetării româneşti, SALONUL CERCETĂRII - 2011.
• Nanoparticulele de NaYF₄:Er:Yb au fost acoperite cu strat pasivant de silica (SiO₂) de aproximativ 10 nm, aşa cum demonstrează analizele EDX si DLS. Acoperirea nu modifică proprietăţile de luminescenţă
ale nanoparticulelor.
• După acoperirea cu un strat pasivant de silica, nanoparticulele au fost acoperite cu un strat biocompatibil de polimer hidrofil PEG urmată de funcţionalizarea prin ataşarea de biotină.
• Rezultatele obţinute în cadrul proiectului au fost înscrise într-un CD. Rezultatele parţiale obţinute in timpul desfăşurării acestui proiect şi rezultatele finale au fost discutate cu colaboratorii (din cadrul
Universităţii din Bucureşti, facultăţile de biologie si chimie şi din Institutul Naţional pentru Fizica Materialelor). In momentul de faţă, beneficiarul rezultatelor cercetărilor este Facultatea de Biolgie a Universităţii
din Bucureşti.
• Pe baza experienţei acumulate în cadrul acestui proiect, a fost câştigat, în cadrul competiţiei IDEI 2011, un proiect intitulat "Infrared-infrared and infrared-ultraviolet upconversion processes in rare-earth doped
phosphors" (procese de conversie superioară infraroşu-infraroşu şi infraroşu-ultraviolet în fosfori dopaţi cu ioni de pământuri rare) de către directorul acestui proiect.
• Proprietăţile interesante de conversie superioară observate la doi compuşi din familia langasitului (langatatul şi langanitul) dopate cu erbiu şi ytterbiu, vor fi studiate sistematic în cadrul Grantului postdoc
“Upconversion processes in compounds from the langasite family doped with rare earth ions” (Procese de conversie superioară în compuşi din familia langasitului dopaţi cu ioni de pământuri rare)
(PD51/5.10.2011) câstigat de Dr. Ana-Maria Voiculescu în cadrul competiţiei din 2011.
• Tot legat de procesele de conversie superioară, Dr. Octavian Toma a câştigat proiectul postdoc “Materiale şi procese de up-conversie pentru creşterea randamentului celulelor solare” (PD159/2010).
• Legat de experienţa acumulată în timpul desfăşurării proiectului 12135, o doctorandă (C. Matei) are ca temă de doctorat “Procese de luminescenţa în fosfori cu conversie superioară pentru aplicaţii în
medicină şi biologie”.