Despre
În cazul în care tendințele actuale de producție și management al deșeurilor continuă, se preconizează că aproximativ 12 miliarde de tone metrice de deșeuri din plastic vor fi colectate în depozitele de deșeuri sau în mediul înconjurător până în anul 2050. Materialele plastice reprezintă o problemă de mediu serioasă: De cele mai multe ori, acestea nu sunt degradabile, cauzând probleme atât pentru viața terestră cât și pentru cea acvatică, intrând astfel în lanțul de producție al hranei sub formă de microparticule. Se urmărește orientarea către o economie circulară, pentru a putea încetini și chiar opri acest tip de poluare, deoarece în acest concept producția, circularea și consumul nu produc efecte negative asupra mediului și nici nu secătuiesc resursele naturale existente. O componentă esențială a tranziției către o economie circulară implică transformarea deșeurilor în valori, oferind astfel stimulente pentru a reduce, refolosi și reclica. Metode simple și ieftine pentru sortarea materialelor produc în momentul de față un mare impact asupra mediului: Se estimează că utilizând mașinile de recuperare a deșeurilor plastice cu valorificare în bani, s-a obținut doar în cazul companiei TOMRA, o colectare de peste 35 de miliarde de recipiente de băuturi în fiecare an, reducându-se astfel emisiile de gaze de seră cu echivalentul emisiilor produse de 2 milioane de mașini ce parcurg peste 10000 km/an.
Senzorii fotonici sunt în particular potriviți pentru sortarea materialelor datorită tehnicilor spectroscopice, care permit diferențierea între diferitele tipuri de polimeri prin iluminarea cu câmpuri electromagnetice din infraroșul apropiat și măsurarea absorbției. Un obiectiv important de dezvoltare este acela de a face aceste tehnici de spectroscopie cât mai simple, accesibile și cu consum de energie scăzut.
Proiectul ElastoMETA are drept scop proiectarea și fabricarea de suprafețe nanostructurate funcționale, cunoscute sub numele de metasuprafețe, pentru a atinge aceste obiective. Aceste suprafețe conțin nano-structuri simple, de dimensiuni mai mici decât lungimea de undă, care pot modela lumina transmisă prin acestea. În ciuda simplicității, acestea oferă o nouă paradigmă pentru manipularea avansată a câmpului electromagnetic datorită modului de control strict al fazei, polarizării, amplitudinii și dispersiei acestuia. Versatilitatea acestei abordări este scoasă în evidență de timpul scurt în care au fost obţinute numeroase realizări ca: micro-lentile, filtre, emițătoare și chiar holograme. În perspectivă, se așteaptă ca metasuprafețele să aibe anumite avantaje față de tehnologiile actuale bazate pe senzori optici folosite în reciclare, în ceea ce privește (i) o eficiență crescută, (ii) un proces relativ ușor de fabricare și (iii) funcționalitate îmbunătățită.
Proiectul ElastoMETA îşi propune să dezvolte configuraţii noi și procese de nanostructurare efective din punct de vedere al costului pentru: (a) lentile de filtrare acordabile și eficiente, și (b) emițători de infraroșu direcționali pentru detecția de plastice. Aceste dezvoltări sunt cheia pentru îmbunătățirea eficienței și funcționalității microsenzorilor spectroscopici utilizați într-o economie circulară.
În acest scop, ElastoMETA combină expertiza:
partenerilor români de la:
Universitătea din București (UB) legată de modelarea structurilor fotonice
cu cea a partenerului norvegian:
SINTEF Microsystems and Nanotechnology (SINTEF MINaLab), având exertiză în dezvoltarea de senzori micro-optici pentru detecția de mase plastice industriale și gaze.
Acest nou parteneriat strategic, pe termen lung, vizează să orienteze realizările din cadrul fotonicii și nanotehnologiei de vârf către aplicații comerciale ale senzorilor, pentru a dezvolta o industrie românească și norvegiană competitivă în cadrul economiei circulare.
ElastoMETA impune o strânsă colaborare a partenerilor români și a celui norvegian cu privire la teme de cercetare interdisciplinare și interdependente, în legătură cu 1) proiectarea și simularea structurilor funcționale acționând ca lentile reglabile, de filtrare, precum și ca surse direcționale, 2) dezvoltarea proceselor de fabricaţie bazate pe litografia cu fascicul de electroni pentru testarea configuraţiilor propuse, 3) utilizarea tehnicii de nano-imprint pentru nano-structurarea lentilelor cu suprafață mare, 4) încorporarea structurilor în substraturi elastomerice pentru a permite reglarea mecanică a performanţelor acestora, 5) caracterizarea optică și testarea structurilor realizate și 6) diseminarea și evaluarea rezultatelor proiectului.