Konstantinos Fostiropoulos - Konstantinos Fostiropoulos

Konstantinos Fostiropoulos
Nascer	( 1960-06-20 )20 de junho de 1960 (61 anos) Krya Vrysi, Pella , Grécia
Nacionalidade	grego
Alma mater
Conhecido por
Carreira científica
Campos
Instituições
Tese	"C 60 - uma nova forma de carbono"  (1989-1992)

Konstantinos Fostiropoulos é um físico grego que tem trabalhado na Alemanha nas áreas de nanomateriais , física do estado sólido , física molecular , astrofísica e termodinâmica . De 2003 a 2016, ele foi fundador e chefe do Grupo de Células Solares Orgânicas no Instituto de Sistemas de Materiais Heterogêneos em Helmholtz-Zentrum Berlin . Seus trabalhos científicos incluem novos materiais de energia e conceitos de dispositivos fotovoltaicos , aglomerados de carbono no meio interestelar e forças intermoleculares de gases reais .

Em 1989, Fostiropoulos foi o primeiro a sintetizar C ₆₀ , uma modificação molecular do carbono, em quantidades preparativas por um processo de vácuo desenvolvido especificamente. Após a descoberta da molécula em 1985 por Kroto et al., O trabalho de Fostiropoulos contribuiu essencialmente para o estabelecimento de pesquisas fundamentais com o fulereno , bem como suas aplicações.
Em 2001/2002 ele apresentou um conceito de heterojunção de bicamada para dispositivos fotovoltaicos orgânicos aplicando processos de vácuo para a formação de uma camada absorvente molecular consistindo de Zn ftalocianina e moléculas de C ₆₀ .

Ele também é um especialista em educação à distância que demonstrou em 1999 uma plataforma de ensino transatlântica de conectividade de banda larga experimental pela Internet. Por ocasião da crise Corona, ele montou uma plataforma capaz de hospedar a parte virtual de grandes conferências científicas híbridas.

Vida pessoal

Migração

Fostiropoulos nasceu em 20 de junho de 1960 em Krya Vrysi, Pella , Grécia, filho de Anastasios Fostiropoulos e Lemonia Fostiropoulou (nascida Atmatzidou), o segundo de três filhos (Niko, Kosta, Eleni). Em 1961 seu pai emigrou para Mannheim , Alemanha, onde mais tarde sua esposa o acompanhou com os dois filhos quando Fostiropoulos tinha quatro anos. Lá, cinco anos depois, nasceu sua irmã Eleni. Até a aposentadoria, seus pais, Anastasios e Lemonia, trabalhavam como operário e faxineiro, respectivamente. Em 2015 eles reimigraram na Grécia, junto com sua irmã Eleni e sua família. Seu irmão Niko foi eleito conselheiro municipal em Karlsruhe , Alemanha, e é o proprietário do centro de educação continuada com treinamento de alfatraining .

Casado

Durante seu tempo como bolsista de pesquisa no Institut für Medienkommunikation (IMK) do antigo GMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [ de ] em Sankt Augustin perto de Bonn , o relacionamento de Fostiropoulos com sua colega Simone Lahme, uma web designer e especialista em e-learning , começou por ocasião do eclipse solar total de 11 de agosto de 1999 , que eles observaram juntos em Karlsruhe . Eles se casaram em 2004 e têm dois filhos, Timon e Melina.

Educação

"Alte Feuerwache" -
Marco de Mannheim-Neckarstadt

Nos seus primeiros anos em Mannheim, Fostiropoulos graduou-se na escola primária alemã Hilda-Schule e no ginásio Kurpfalz secundário Mannheim, bem como na escola primária grega à tarde. Além disso, ele se formou na Städtische Musikschule Mannheim, onde frequentou como guitarrista a classe de instrumentos de palheta de Takashi Ochi  [ de ; ja ] .

Fostiropoulos estudou física na vizinha Heidelberg University, onde ficou particularmente intrigado com a Grande Teoria Unificada , física do laser e física molecular . Ele obteve o diploma após ter ingressado no grupo de pesquisa de Bernhard Schramm, Instituto de Físico-Química. Em fevereiro de 1989 frequentou o "Grupo de Pó" de Hugo Fechtig, Departamento de Cosmofísica do Instituto Max Planck de Física Nuclear , onde trabalhou como doutorando em sua tese "C ₆₀ - eine neue Form des Kohlenstoffs". Em fevereiro de 1992 ele recebeu seu Ph.D. da Universidade de Heidelberg.

Devido às restrições financeiras de sua família, ele trabalhou em vários empregos durante seus estudos: como instrutor de violão clássico na Mannheimer Abendakademie  [ de ] , engenheiro de som para tradução simultânea na Ellerbrock Konferenztechnik, motorista de táxi em Mannheim e assistente de ensino de Físico-Química em Heidelberg Universidade.

Primeira carreira científica - "pesquisa fundamental"

Bela Heidelberg

De 1986 a 1988, Fostiropoulos investigou os efeitos das forças intermoleculares em gases reais no Instituto de Físico-Química da Universidade de Heidelberg. Um dos focos foi estudar as propriedades termodinâmicas dos freons para substituí-los por substâncias ambientalmente compatíveis em unidades de refrigeração.

A origem histórica das lâmpadas de carbono (1802 - 1960)

Os experimentos de Heidelberg

Primeiros micrográficos de cristais de fulereno cultivados a partir de solução de benzeno. As imagens foram obtidas em microscópio óptico em modo de reflexão. Flake-lets de cerca de 10 mícrons de diâmetro, bem como barras hexagonais compactas e estrelas foram identificados. (Fostiropoulos, 1990)

Em setembro de 1987, um jovem estudante voluntário, Bernd Wagner, juntou-se ao "Grupo do Pó" do astrofísico Hugo Fechtig no Instituto Max Planck de Física Nuclear por algumas semanas. Lá, sob a supervisão do assistente de Fechtig, Wolfgang Krätschmer, Wagner vinha realizando experimentos com vapor de carbono usando o método do arco de contato (2) quando acidentalmente alterou as condições de pressão. Como resultado, ele recebeu traços de pó de carbono com características adicionais de absorção de infravermelho fracas que ele desconhecia. No entanto, o resultado não foi mais considerado, quando Wagner saiu, mas foi considerado "impurezas do óleo da bomba" ou simplesmente "lixo".
Em janeiro de 1989, Fostiropoulos juntou-se ao grupo de Fechtig, onde iniciou o experimento "acidental". Após um período de avaliação de algumas semanas, ele decidiu estudar como parte de seu doutorado. os três tipos de processos de evaporação térmica em detalhes e, posteriormente, ele desenvolveu novos parâmetros de processo para cada um. Consequentemente, em 1989 Fostiropoulos foi o primeiro a sintetizar C ₆₀ a primeira modificação molecular do carbono aplicando inicialmente um processo de arco de contato (2) com condições experimentais específicas para rápida degradação do eletrodo, portanto, evaporação acelerada do carbono. Além disso, ele desenvolveu um método para sinterizar hastes de grafite a partir de pó de carbono ¹³ C " amorfo " comercialmente disponível . Aplicando um processo de aquecimento resistivo (3) e usando tais hastes de grafite "isotópicas", alguns dias antes da véspera de Ano Novo de 1989, ele sintetizou pela primeira vez um material incomum que continha uma espécie exótica: "isotópico" ¹³ C ₆₀ , Daquele ele, casualmente, provou a existência de uma molécula totalmente em carbono com simetria icosaédrica "platônica" e forma de icosaedro "arquimediana" truncada prevista por Kroto et al. 1985: C ₆₀ "Buckminsterfullerene" !

Atividades de publicação C ₆₀ desencadeadas pelos experimentos de Heidelberg em 1990

Em seu esforço para aumentar o rendimento da produção, ele então concentrou sua pesquisa no método de arco simples (1) que culminou em 1990 em um rendimento de> 1 grama por dia alcançado por um processo de arco robusto e altamente eficiente. Como o material fulereno, no entanto, ainda estava embutido na fuligem gerada, Fostiropoulos desenvolveu dois métodos de extração possíveis, seja pela aplicação de evaporação térmica para expelir as espécies moleculares C ₆₀ , C ₇₀ ... da fuligem sob condições de vácuo ou por dispersão da fuligem em benzeno, onde apenas os fulerenos se dissolvem. O pó extraído desta mistura de fulereno puro "natural" foi analisado por óptica (UV para IV), bem como espectroscopia de massa, onde também foi encontrado o C _{70 em} forma de " futebol americano " . Do pó, ele pôde crescer pela primeira vez filmes C ₆₀ ultrafinos por evaporação térmica a vácuo e observar a formação de cristais hexagonais a partir da solução de benzeno "vermelho-vinho" . A partir de estudos subsequentes de cromatografia de película fina, a cor vermelho vinho revelou-se originar da fração C _{70 de} 10% na mistura natural de fulereno. A densidade de massa dos novos cristais de carbono foi determinada experimentalmente, bem como teoricamente, usando dados de uma análise de cristal TEM medida pela primeira vez em colaboração com Werner Kühlbrandt  [ de ] , EMBL Heidelberg, onde o diâmetro de van der Waals da " bola de futebol" molecular "foi determinado: d _C60 = 1,0 nm. Em colaboração com Hans Hermann Eysel, Instituto de Química Inorgânica da Universidade de Heidelberg, pela primeira vez os espectros Raman de C ₆₀ foram medidos.

No início de 1991 Fostiropoulos foi convidado a visitar o grupo de pesquisa do astrofísico Alain Léger na Universidade de Paris VI por dois meses onde realizaram espectroscopia de isolamento de matriz em C^-
₆₀ e C⁺
₆₀íons em matrizes de Ne frias para medir suas absorções ópticas em condições quase-espaciais. Particularmente, o íon positivo era um candidato potencial para o portador de Bandas Interestelares Difusas, conforme discutido independentemente por Harry Kroto em 1987. Uma proposta imediata em cooperação com Fostiropoulos apresentada por Alain Léger e Louis Le Sergeant d'Hendecourt por uma semana observando o tempo no Canadá -France Hawaii Telescope para pesquisar C⁺
₆₀impressões digitais no meio interestelar foram aceitas. No entanto, posteriormente, o MPI em Heidelberg rejeitou a sua, portanto, a participação de Fostiropoulos na procura de C⁺
₆₀no meio interestelar.
Afinal, em 1994 a busca pelas impressões digitais espectrais do futebol interestelar proporcionou um primeiro artigo onde Bernard Foing e Pascale Ehrenfreund identificaram a molécula como portadora de duas bandas interestelares difusas. Sua estimativa foi confirmada em muitos outros artigos que cerca de 0,1% (!) De todo o carbono no meio interestelar existe como "C ₆₀ - uma nova forma de carbono".

Com seus resultados sobre a síntese, extração e caracterização dos fulerenos publicados em 1990 na NATURE ( ResearchGate : 6.748 citações, em janeiro de 2020) e alguns aspectos astrofísicos do C ₆₀ ionizado e hidrogenado que encontrou em seus dados, Fostiropoulos completou apressadamente seu doutorado. . tese até o final de 1991 que vem gerando ondas de publicações em todo o mundo desde então.

Adendo: "Patentes"

Antes de sua publicação na NATURE, um pedido de patente baseado nos resultados dos experimentos de Heidelberg foi depositado no Escritório de Patentes dos Estados Unidos em Tucson, Arizona. O candidato principal foi a Universidade do Arizona , enquanto as reivindicações da MPI Heidelberg foram limitadas ao mínimo legal. Dez dias depois, um pedido de acompanhamento em favor de um investidor privado também foi apresentado lá. Após um ano, uma patente europeia foi depositada sob o título "Nova forma de carbono". Fostiropoulos não foi informado antes dos pedidos de patente.

Palestras convidadas (1991-1993)

Anedotas

Poucos meses depois de Fostiropoulos começar sua pesquisa sobre a estranha fuligem que Krätschmer recomendou parar este empreendimento vão e se concentrar em aglomerados de carbono astrofisicamente relevantes como C ₂ , C ₃ , C ₄ ... Portanto, Fostiropoulos decidiu perder 18 meses (= Ph.D . intervalo) jogando futebol e se não houvesse nenhum resultado positivo, ele mudaria para clusters de carbono "razoáveis". Após 12 meses de pesquisa intensiva, no entanto, ele conseguiu provar a existência da molécula totalmente de carbono com simetria icosaédrica (isotópica ¹³ C ₆₀ ) e após 15 meses (cerca de 1 de maio de 1990) otimizou o rendimento da síntese e conseguiu extrair o pó de fulereno da fuligem. Após 18 meses, eles enviaram sua publicação NATURE .

No verão de 1990, durante uma cooperação na Universidade de Heidelberg em espectroscopia Raman para verificar a estrutura hipotética de "futebol" da molécula, um dos parceiros expressou cuidadosamente suas preocupações: "espero que não seja uma fusão a frio  ;-)" referindo-se ao mais famoso errata na época publicada por Martin Fleischmann et al. 1989.

A publicação NATURE foi aceita em 7 de setembro de 1990. Nesta ocasião, Fostiropoulos teve a oportunidade de se encontrar e discutir com Rick Smalley o último Prêmio Nobel (1996) em uma conferência quando ele convidou ele e Krätschmer "para virem a Konstanz e usar uma fração de Smalley's lecture time "(12 de setembro de 1990), onde Krätschmer relatou seu avanço na preparação de grandes quantidades de fulerenos. Poucos dias depois, Harry Kroto , também Nobei Laureate (1996), e sua esposa Margaret visitaram inesperadamente os cientistas de Heidelberg no caminho de volta de uma conferência na Iugoslávia. Kroto presenteou Fostiropoulos e Krätschmer com uma garrafa de "vinho tinto" Châteauneuf-du-Pape 1985 . No último dia útil antes do Natal de 1990, Fostiropoulos e Krätschmer degustaram o vinho Kroto's no Instituto Max Planck em Heidelberg.

Por ocasião do último doutorado de Fostiropoulos apresentação da tese ao Departamento de Cosmofísica do instituto ele convidou o jovem Bernd Wagner para a palestra como seu convidado, a fim de conhecê-lo pessoalmente e apresentá-lo ao departamento como o sortudo que deu início à parte Heidelberg da história do C ₆₀ .

Após o aborto de sua primeira carreira científica no final de 1993, Fostiropoulos trabalhou em vários empregos de 1994 a 1997, quando se juntou ao Exército Helênico para cumprir o serviço militar .

Segunda carreira científica - "aplicações"

Schloss Birlinghoven  [ de ] - Sede GMD em Sankt Augustin perto de Bonn

Por seu retorno à pesquisa do fulereno, as referências de Fostiropoulos foram o ganhador do Prêmio Nobel Harry Kroto e Robert Schlögl .

Aplicações de TI: educação a distância

Em 1998, Fostiropoulos retomou as atividades científicas ingressando no Instituto de Comunicação de Mídia do antigo Centro Nacional Alemão de Pesquisa em Tecnologia da Informação GMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [ de ] por três anos, onde participou de projetos de TI na área de educação à distância . Ele estava executando uma plataforma baseada em JAVA para palestras regulares de Schloss Birlinghoven  [ de ] (sede do GMD) para a Universidade de Genebra. Pela primeira vez, a conectividade com a Internet, incluindo transmissão por satélite ( EUTELSAT ) foi usada para estabelecer uma rede de ensino transatlântica entre o então consórcio CAPE da Universidade da Pensilvânia, via GMD, para a ICI na Universidade de Bucareste, bem como a Academia de Ciências da Bulgária em Sofia demonstrando capacidade de tele-ensino transatlântico com videoconferências e notas de palestras por meio de aplicativos de internet de baixa largura de banda.

Aplicações do fulereno: células solares orgânicas

O campo de pesquisa de células solares orgânicas (OSC) está dividido em duas partes. A maioria dos cientistas usa métodos químicos úmidos, aplicando materiais poliméricos como um dos dois componentes para formar a camada absorvente dos dispositivos, enquanto o uso de pequenas moléculas absorventes depositadas por técnicas de evaporação térmica a vácuo é um nicho do campo. No entanto, em ambos os conceitos, C ₆₀ é o outro componente importante do absorvedor por causa de suas propriedades extraordinárias de aceitador de elétrons. Em 2002, Fostiropoulos apresentou um conceito de absorvedor de heterojunção de duas camadas com Zn ftalocianina e moléculas C ₆₀ como materiais doadores e aceitadores, respectivamente. Assim, ele alcançou uma eficiência de conversão de energia de η = 2,5% que era o recorde mundial para pequenas moléculas OSC na época, alcançando um recorde semelhante de células solares de polímero (2001-2003 por Brabec, Sariciftci , Hummelen 2001). Em 2003, esses dois registros colocaram o campo em foco na pesquisa de energia solar, que havia sido o início de um período de financiamento generoso na Alemanha para o campo da energia fotovoltaica orgânica que durou mais de uma década.

Em dezembro de 2003, Fostiropoulos fundou o Organic Solar Cells Group no Institute Heterogeneous Material Systems dentro do Helmholtz-Zentrum Berlin (o então Hahn-Meitner-Institut ). Ele recebeu mais de dois milhões de euros principalmente dos Ministérios Federais BMU e BMBF , em um grau menor também pela Divisão de Energia Solar do HMI para construir e equipar laboratórios para o desenvolvimento de técnicas de preparação a vácuo para sistemas de camada orgânica ultrafina. Desde então, os dois ministérios têm financiado diretamente as atividades do Organic Solar Cells Group com um financiamento adicional de projeto de project 4 M €. De 2014 em diante, Fostiropoulos tem se concentrado em células solares híbridas de Perovskita, quando seu grupo desenvolveu um método de fabricação totalmente a vácuo industrialmente relevante para tais dispositivos.

Ensino e consultoria

Universidade Aristóteles de Thessaloniki, "ΜΟΥΣAIΣ ΧΑΡΙΣΙ ΘΥΕ" (= "Sacrifício nas Musas e Graças")

Fostiropoulos lecionava na Heidelberg University , Free University Berlin , Potsdam University e na Aristotle University of Thessaloniki (AUTh) nas áreas de físico-química , física da matéria mole e fotovoltaica orgânica . Durante um período de quatro anos, de 2011 a 2014, ele visitou AUTh três meses por ano, onde deu palestras no doutorado. programa do Departamento de Física e colaborou com Stergios Logothetidis e LTFN  - "Laboratório de Nanosistemas e Nanometrologia de Filmes Finos" na área de materiais e dispositivos eletrônicos orgânicos. Assim, ele teve a oportunidade de vivenciar de perto a crise financeira de seu país.

No âmbito do projeto da UE, ROleMak Fostiropoulos foi consultor do Departamento de Física da AUTh.

Palestras convidadas (desde 2002)

Doações e projetos premiados

Durante o início de sua carreira (1989-1993), Fostiropoulos recebeu três bolsas da Sociedade Max Planck por sua pesquisa fundamental sobre a síntese de fulerenos e sua caracterização.

Depois de seu retorno científico à física em 2001, ele foi premiado e tem coordenado vários projetos nacionais alemães ( BMU , BMBF ), bem como bilaterais greco-alemães (GSRT, BMBF) e projetos financiados pela UE ("GR-ELECT", " OrgaPVnet "," SOHyb "," OVPD ") com captação total de mais de oito milhões de euros. Além disso, ele também participou de outros projetos internacionais como parceiro.

(Para obter mais informações, clique em "mostrar" na tabela recolhida abaixo)

Eventos internacionais e associações

No âmbito da Ação de Coordenação da UE "OrgaPVNet", ele representou 20 afiliados alemães junto com Andreas Hinsch, Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE . Eles co-organizaram o "OrgaPVNet: Workshop Nacional de Afiliados Alemães", de 22 a 23 de janeiro de 2007, no antigo Hahn-Meitner-Institut de Berlim.

Em 2012, Fostiropoulos e Chunyang Jia, da Universidade de Ciência Eletrônica e Tecnologia da China , co-organizaram o "Simpósio Sino-Alemão sobre Materiais Fotovoltaicos Orgânicos e Células Solares Orgânicas" em Chengdu , Sichuan , China .

Desde 2012, Fostiropoulos é membro do Comité Científico Internacional do evento anual NANOTEXNOLOGIA organizado pela Universidade Aristóteles de Salónica (coord. Stergios Logothetidis ). Acontece todo mês de julho na cidade de Thessaloniki , Grécia . Na esteira da crise corona 2020, Fostiropoulos criou uma plataforma virtual que expandiu a NANOTEXNOLOGIA anual com sua imagem espelhada virtual que exibia todos os componentes (workshops, eventos conjuntos, sessões de pôsteres, exposição) do multi-evento ao vivo em Salónica. Para a parte virtual, foram disponibilizadas mais de 200 salas de videoconferência para pequenos e grandes grupos de participantes.

Editorial

G. Eckel & K. Fostiropoulos (Editores), "Institute for Media Communication, Achplishments in depth - Periode 1993-1999" (GMD 1999)

Referências