Konstantinos Fostiropoulos - Konstantinos Fostiropoulos

Konstantinos Fostiropoulos
narozený	(1960-06-20) 20. června 1960 (věk 60) Krya Vrysi, Pella, Řecko
Národnost	řecký
Alma mater	Heidelberg University
Známý jako	Organická fotovoltaika Buckminsterfullerene (10,027 citace ) [1]
Vědecká kariéra
Pole	Fyzika
Instituce	Helmholtz-Zentrum Berlin, GMD-Forschungszentrum Informationstechnik [de ], Max Planck Institute for Nuclear Physics, Heidelberg University - Ústav fyzikální chemie.
Teze	"C60 - nová forma uhlíku “ (1989-1992)

Konstantinos Fostiropoulos je řecký fyzik, který v těchto oblastech pracuje v Německu nano materiály, fyzika pevných látek, molekulární fyzika, astrofyzika, a termodynamika. V letech 2003 až 2016 byl zakladatelem a vedoucím Skupina organických solárních článků v Ústavu systémů heterogenních materiálů v rámci Helmholtz-Zentrum Berlin. Mezi jeho vědecké práce patří nové energetické materiály a fotovoltaické koncepty zařízení, uhlíkové klastry v EU Mezihvězdné médium, a mezimolekulární síly z skutečné plyny.

V roce 1989 Fostiropoulos jako první syntetizoval C₆₀,^[2][3]modifikace molekulárního uhlíku v přípravných množstvích^[4] speciálně vyvinutým vakuovým procesem. Po objevu molekuly v roce 1985 Kroto a kol.,^[5] Fostiropoulosova práce zásadním způsobem přispěla k založení základního fullerenový výzkum stejně jako jeho aplikace.^[6]
V letech 2001/2002 představil dvouvrstvý koncept heterojunction pro organická fotovoltaika zařízení používající vakuové procesy pro vytvoření vrstvy molekulárního absorbéru sestávající ze Zn-ftalokyanin a C₆₀ molekuly dosažení v té době světového rekordu účinnosti přeměny energie na 2,5%^[7] pro taková zařízení.

Byl také odborníkem na dálkové studium který v roce 1999 demonstroval experimentální transatlantickou výukovou platformu pro připojení k internetu s nízkou šířkou pásma.^[8]

Osobní život

Migrace

Fostiropoulos se narodil 20. června 1960 v Krya Vrysi, Pella, Řecko, Anastasios Fostiropoulos a Lemonia Fostiropoulou (rozená Atmatzidou), druhé ze tří dětí (Niko, Kosta, Eleni). V roce 1961 jeho otec emigroval do Mannheim, Německo, kde později jeho žena následovala se svými dvěma syny, když byly Fostiropoulosovi čtyři roky. Tam se o pět let později narodila jeho sestra Eleni. Než odešli do důchodu, jeho rodiče Anastasios a Lemonia pracovali jako dělníci a uklízeči. V roce 2015 se spolu se svou sestrou Eleni a její rodinou znovu přistěhovali do Řecka. Jeho bratr Niko byl v roce zvolen městským poradcem Karlsruhe, Německo a je vlastníkem centra pro další vzdělávání alfatraining.

Manželství

Během svého působení jako výzkumný pracovník na Institut für Medienkommunikation (IMK) toho prvního GMD-Forschungszentrum Informationstechnik [de ] v Sankt Augustin u Bonn, Vztah Fostiropoulos k jeho kolegyni Simone Lahme, a webový designér a specialista na e-learning, začalo u příležitosti Total Zatmění slunce z 11. srpna 1999, které spolu pozorovali Karlsruhe. Vzali se v roce 2004 a mají dvě děti, Timona a Melinu.

Vzdělávání

„Alte Feuerwache“ -
Mezník v Mannheimu-Neckarstadtu

V jeho raných létech v Mannheimu Fostiropoulos absolvoval německou základní primární Hilda-Schule a sekundární Kurpfalztělocvična Mannheim i z řecké odpolední základní školy. Kromě toho absolvoval Städtische Musikschule Mannheim, kde jako kytarista navštěvoval třídu pick nástrojů Takashi Ochi [de; ja ].

Fostiropoulos studoval fyziku v blízkém okolí Heidelberg University kde ho zejména zaujalo Velká sjednocená teorie, laserová fyzika a molekulární fyzika. Získal diplom poté, co se připojil k výzkumné skupině Bernharda Schramma, Ústavu fyzikální chemie. V únoru 1989 se zúčastnil „Dust Group“ Huga Fechtiga,^[9] Oddělení kosmofyziky na Max Planck Institute for Nuclear Physics, kde pracoval jako doktorand na své disertační práci „C₆₀ - eine neue Form des Kohlenstoffs. “V únoru 1992 získal titul Ph.D. z Heidelberg University.

Vzhledem k finančním omezením své rodiny pracoval během studií na různých pozicích: jako instruktor klasické kytary ve společnosti Mannheimer Abendakademie [de ], zvukař pro simultánní překlad ve společnosti Ellerbrock Konferenztechnik, taxikář v Mannheimu a asistent výuky fyzikální chemie na Heidelberg University.

První vědecká kariéra - „základní výzkum“

Krásný Heidelberg

V letech 1986-88 zkoumal Fostiropoulos účinky mezimolekulárních sil ve skutečných plynech na Ústavu fyzikální chemie na univerzitě v Heidelbergu. Jedním z cílů bylo studium termodynamických vlastností freony za účelem jejich nahrazení látkami kompatibilními s životním prostředím v chladicích jednotkách

Historický původ uhlíkových lamp (1802-1960)

Heidelbergské experimenty

První mikrografy krystalů fullerenu vypěstovaných z benzenového roztoku. Snímky byly pořízeny optickým mikroskopem v reflexním režimu. Byly identifikovány vločky s průměrem asi 10 mikronů a kompaktní šestihranné tyče a hvězdy. (Fostiropoulos, 1990)

V září 1987 mladý student dobrovolnictví Bernd Wagner^[11] se připojil k "Dust Group" astrofyzika Huga Fechtiga v Max Planck Institute for Nuclear Physics na pár týdnů. Tam pod dohledem Fechtigova asistenta Wolfgang Krätschmer Wagner prováděl takové experimenty s uhlíkovými parami pomocí metody kontaktního oblouku (2), když omylem změnil tlakové podmínky. Ve výsledku dostal stopy uhlíkového prachu s dalšími pro něj neznámými vlastnostmi absorpce slabého IR. Když však Wagner odešel, o výsledku se dále neuvažovalo, ale byl považován za „nečistoty z čerpacího oleje“^[12] nebo jednoduše „haraburdí“.^[13]
V lednu 1989 se Fostiropoulos připojil k Fechtigově skupině, kde převzal „náhodný“ experiment. Po několika týdnech hodnocení se rozhodl studovat v rámci doktorského studia podrobně popsal tři druhy procesů tepelného odpařování a následně pro každý vyvinul nové parametry procesu. V souladu s tím byl v roce 1989 Fostiropoulos první, kdo syntetizoval C₆₀ první molekulární modifikace uhlíku^[3][4] nejprve použil proces kontaktního oblouku (2) se specifickými experimentálními podmínkami pro rychlou degradaci elektrod, tedy zrychlené odpařování uhlíku. Kromě toho vyvinul metodu slinování grafitových tyčí z komerčně dostupných "amorfní " ¹³C uhlíkový prach. Pomocí procesu odporového ohřevu (3) a použití takových „izotopových“ grafitových prutů několik dní před Silvestrem 1989 poprvé syntetizoval neobvyklý materiál, který obsahoval exotický druh: „izotopový“ ¹³C₆₀,^[14] Z toho nedbale dokázal existenci celouhlíkové molekuly s ikosahedrálem "platonický" symetrie a zkrácený dvacetistěn "archimedean" tvar předpovídaný Kroto a kol. 1985: C₆₀ „Buckminsterfullerene“!^[5]

C₆₀ publikační aktivity vyvolané Heidelbergovými experimenty 1990^[15]

Ve snaze posunout produkční výnos dále zaměřil svůj výzkum na jednoduchou metodu oblouku (1), která vyvrcholila v roce 1990 výtěžkem> 1 gram denně^[4] bylo dosaženo robustním a vysoce účinným obloukem. Protože byl fullerenový materiál stále zabudován do generovaných sazí, vyvinula společnost Fostiropoulos dvě možné metody extrakce, a to buď tepelným odpařením k vyloučení molekulárních druhů C₆₀, C₇₀... ze sazí za vakua nebo dispergováním sazí v benzenu, kde se rozpouštějí pouze fullereny. Extrahovaný prášek z této „přírodní“ čisté směsi fullerenu byl analyzován optickou (UV až IR) i hmotnostní spektroskopií, kde také „Americký fotbal "ve tvaru C.₇₀ Bylo zjištěno. Z prášku mohl vyrůst poprvé ultratenký C₆₀ filmy vakuovým tepelným odpařováním a sledujte tvorbu hexagonálních krystalů z „vínově červené“ benzen řešení. Z následných studií chromatografie na tenké vrstvě^[16] ukázalo se, že vínově červená barva pochází z 10% C₇₀ frakce v přírodní směsi fullerenu. Hmotnostní hustota nových uhlíkových krystalů byla stanovena experimentálně i teoreticky pomocí dat z a TEM krystalická analýza měřena poprvé ve spolupráci s Werner Kühlbrandt [de ],^[17] EMBL Heidelberg, kde byl stanoven van der Waalsův průměr molekulárního „fotbalu“: d_C60= 1,0 nm. Ve spolupráci s Hansem Hermannem Eyselem, Ústavem anorganické chemie, Heidelberg University, poprvé Ramanova spektra C₆₀ byly změřeny.

Université Pierre-et-Marie-Curie Paris VI kampus de Jussieu

Počátkem roku 1991 byl Fostiropoulos pozván na dva měsíce navštívit výzkumnou skupinu astrofyzika Alaina Légera na pařížské univerzitě VI. izolace matice spektroskopie na C.⁻
₆₀ a C.⁺
₆₀ ionty ve studených matricích Ne za účelem měření jejich optické absorpce v kvaziprostorových podmínkách. Pozitivní iont byl zejména potenciálním kandidátem na nosič Difúzní mezihvězdné pásma jak o tom samostatně hovořil Harry Kroto 1987.^[18] Okamžitý návrh ve spolupráci s Fostiropoulosem předložili Alain Léger a Louis Le Sergeant d'Hendecourt po dobu jednoho týdne pozorování času na Dalekohled Kanada-Francie Hawaii za účelem hledání C⁺
₆₀ otisky prstů v mezihvězdném médiu byly přijaty. MPI v Heidelbergu však následně odmítl jeho, tedy Fostiropoulosovu účast na hledání C⁺
₆₀ v mezihvězdném médiu.
Koneckonců, v roce 1994 poskytl hon na spektrální otisky mezihvězdného fotbalu první dokument, kde Bernard Foing a Pascale Ehrenfreund identifikoval molekulu jako nosič dvou difuzních mezihvězdných pásů.^[19] Jejich odhad byl potvrzen v mnoha dalších dokumentech, že zhruba 0,1% (!) Veškerého uhlíku v mezihvězdném médiu existuje jako „C₆₀ - nová forma uhlíku ".

S jeho výsledky syntézy, extrakce a charakterizace fullerenů publikovanými v roce 1990 v PŘÍRODA^[20] (ResearchGate: 6 748 citací, stav k lednu 2020) a některé astrofyzikální aspekty ionizovaného a hydrogenovaného C₆₀ který našel ve svých datech, Fostiropoulos rychle dokončil doktorát práce do konce roku 1991^[21]která od té doby spouští vlny publikací po celém světě.^[22]

Dodatek: „Patenty“

Před jejich zveřejněním v PŘÍRODA byla podána patentová přihláška založená na výsledcích Heidelbergových experimentů^[23] s americkým patentovým úřadem v Tucsonu v Arizoně. Hlavním žadatelem byl University of Arizona,^[24] vzhledem k tomu, že nároky MPI Heidelberg byla omezena na zákonné minimum.^[25] O deset dní později byla také podána následná žádost ve prospěch soukromého investora.^[26] Po jednom roce byl podán evropský patent pod názvem „Nová forma uhlíku“.^[27] Fostiropoulos nebyl před podáním patentové přihlášky informován.

Pozvané přednášky (1991-1993)

Anekdoty

Několik měsíců poté, co Fostiropoulos zahájil svůj výzkum podivných sazí, Krätschmer doporučil zastavit tento marný podnik a zaměřit se na astrofyzikálně relevantní uhlíkové klastry jako C₂, C.₃, C.₄...^[28] Fostiropoulos se proto rozhodl promarnit 18 měsíců (= poločas Ph.D.) hraním fotbalu a pokud by nebyl pozitivní výsledek, přešel by na „rozumné“ uhlíkové klastry. Po 12 měsících intenzivního výzkumu se mu však podařilo prokázat existenci celouhlíkové molekuly s ikosahedrální symetrií (izotopová ¹³C₆₀) a po 15 měsících (kolem 1. května 1990) optimalizoval výtěžek syntézy a dokončil extrakci fullerenového prášku ze sazí. Po 18 měsících předložili své PŘÍRODA vydání.^[20]

V létě 1990 během spolupráce na Heidelbergské univerzitě na Ramanově spektroskopii k ověření hypotetické „fotbalové“ struktury molekuly jeden z partnerů opatrně vyjádřil své obavy: „doufejme, že to není studená fúze ;-) "s odkazem na nejslavnější erratum v té době vydané Martin Fleischmann et al. 1989.

The PŘÍRODA vydání^[20] byl přijat 7. září 1990. Při této příležitosti měl Fostiropoulos příležitost setkat se a diskutovat s ním Rick Smalley pozdější laureát Nobelovy ceny (1996) na konferenci, když ho a Krätschmera pozval „přijít do Konstance a využít zlomek Smalleyova přednáškového času“ (12. září 1990), kde Krätschmer oznámil svůj průlom při přípravě velkého množství fullerenů.^[29] O pár dní později Harry Kroto, také laureát Nobei (1996) a jeho manželka Margaret nečekaně navštívili vědce z Heidelbergu na zpáteční cestě z konference v Jugoslávii. Kroto^[30] předal Fostiropoulos a Krätschmerovi láhev „červeného vína“ Châteauneuf-du-Pape 1985. Poslední pracovní den před Vánocemi 1990 si Fostiropoulos a Krätschmer pochutnávali na krotském víně na Institut Maxe Plancka v Heidelbergu.

U příležitosti Fostiropoulosova závěrečného Ph.D. prezentace práce na Ústav kosmofyziky ústavu pozval mladého Bernda Wagnera^[11] promluvit jako jeho host, aby se s ním osobně setkal a představil jej oddělení jako šťastlivce, který odstartoval heidelberskou část C₆₀ příběh.

Po potratu své první vědecké kariéry do konce roku 1993 pracoval Fostiropoulos na různých pozicích od roku 1994 do roku 1997, kdy nastoupil do Řecká armáda provést jeho vojenská služba.

Druhá vědecká kariéra - „aplikace“

Zámek Birlinghoven [de ] - ústředí GMD v Sankt Augustinu poblíž Bonnu

Pro jeho návrat k fullerenovému výzkumu byly Fostiropoulosovy odkazy laureátem Nobelovy ceny Harry Kroto a Robert Schlögl.

IT aplikace: distanční vzdělávání

V roce 1998 Fostiropoulos obnovil vědecké aktivity připojením k Institutu pro mediální komunikaci v bývalém německém Národním výzkumném středisku pro informační technologie GMD-Forschungszentrum Informationstechnik [de ] tři roky, kde se účastnil TO projekty v oblasti dálkové studium. Provozoval platformu založenou na JAVA pro pravidelné přednášky z Zámek Birlinghoven [de ] (Ústředí GMD) na Ženevskou univerzitu. Poprvé připojení k internetu včetně satelitního přenosu (EUTELSAT ) byla použita k vytvoření transatlantické výukové sítě mezi tehdejším konsorciem CAPE University of Pennsylvania, prostřednictvím GMD, ICI na Bukurešťské univerzitě a také Bulharská akademie věd v Sofii prokazující transatlantické schopnosti dálkové výuky prostřednictvím videokonferencí a poznámek z přednášek prostřednictvím internetových aplikací s nízkou šířkou pásma.^[8]

Fullerenové aplikace: organické solární články

Výzkumná oblast organické solární články (OSC) je rozdělena do dvou částí. Většina vědců používá mokré chemické metody polymer materiály jako jedna ze dvou složek k vytvoření absorpční vrstvy zařízení, zatímco použití malých absorbujících molekul uložených pomocí vakuové tepelné odpařování techniky je spíše výklenek pole. Nicméně v obou koncepcích C₆₀ je další důležitou složkou absorbéru kvůli jeho mimořádným vlastnostem akceptoru elektronů. V roce 2002 představil Fostiropoulos dvouvrstvu heterojunction koncept absorbéru s Zn-ftalocyanin a C₆₀ molekuly jako materiál dárce a příjemce.^[7] Dosáhl tedy účinnosti přeměny energie η = 2,5%, což byl v té době světový rekord pro malé molekuly OSC, který dobíhal podobný rekord polymerních solárních článků (2001-2003, Brabec, Sariciftci, Hummelen 2001^[31][32]). V roce 2003 tyto dva záznamy přinesly pole do středu zájmu výzkumu solární energie^[33] která byla počátkem velkorysého období financování v Německu pro oblast organická fotovoltaika která trvala více než deset let.

V prosinci 2003 Fostiropoulos založil Skupina organických solárních článků v Ústavu heterogenních materiálových systémů v rámci Helmholtz-Zentrum Berlin (tehdy Hahn-Meitner-Institut ). Získal více než dva miliony EUR především od federálních ministerstev BMU a BMBF, v menší míře také divizí sluneční energie v HMI stavět a vybavovat laboratoře^[34] pro vývoj technik vakuové přípravy pro ultratenké systémy organických vrstev. Od té doby tato dvě ministerstva financovala přímo Skupina organických solárních článků aktivity o ≈ 4 mil. EUR dodatečné financování projektu. Od roku 2014 se Fostiropoulos zaměřuje na hybrid Perovskitové solární články načež jeho skupina vyvinula průmyslově relevantní metodu výroby vakua pro taková zařízení.^[35]

Výuka a poradenství

Aristotelova univerzita v Soluni, „ΜΟΥΣAIΣ ΧΑΡΙΣΙ ΘΥΕ“ (= „oběť v muzeích a milosti“)

Fostiropoulos učil na Heidelberg University, Svobodná univerzita v Berlíně, Postupimská univerzita stejně jako Aristotelova univerzita v Soluni (AUTh) v polích fyzikální chemie, fyzika měkkých látek a organická fotovoltaika. Během čtyřletého období od roku 2011 do roku 2014 navštěvoval AUTh tři měsíce ročně, kde přednášel na Ph.D. programu Katedry fyziky a spolupracoval s Stergios Logothetidis a LTFN - „Laboratoř pro tenké vrstvy nanosystémů a nanometrologie“ v oblasti organických elektronických materiálů a zařízení. Měl tedy příležitost zblízka prožít finanční krizi své země.

V rámci projektu EU byl ROleMak Fostiropoulos konzultantem katedry fyziky na AUTh.

Pozvané přednášky (od roku 2002)

Granty a oceněné projekty

Během své rané kariéry (1989-1993) získal Fostiropoulos třikrát stipendia od Společnost Maxe Plancka za jeho základní výzkum syntézy fullerenů a jejich charakterizace.

Po svém vědeckém návratu do fyziky v roce 2001 byl oceněn a koordinuje několik německých občanů (BMU, BMBF ), jakož i řecko-německé dvoustranné dohody (GSRT, BMBF) a EU financované projekty („GR-ELECT“, „OrgaPVnet "," SOHyb "," OVPD ") s celkovým získáním finančních prostředků více než osm milionů €. Kromě toho se také jako partner podílel na dalších mezinárodních projektech.

(Další informace zobrazíte kliknutím na „zobrazit“ ve sbalené tabulce níže)

Mezinárodní akce a členství

V rámci koordinační akce EU „OrgaPVNet“^[36] zastupoval 20 německých poboček společně s Andreasem Hinschem, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Spoluorganizovali „OrgaPVNet: Národní workshop německých přidružených společností“, 22. – 23. Ledna 2007, v bývalém Hahn-Meitner-Institutu v Berlíně.

V roce 2012 Fostiropoulos a Chunyang Jia, University of Electronic Science and Technology of China, spoluorganizátorem „Čínsko-německé sympozium o organických fotovoltaických materiálech a organických solárních článcích“ v Čcheng-tu, S'-čchuan, Čína.^[37]

Od roku 2012 je Fostiropoulos členem Mezinárodního vědeckého výboru každoroční akce NANOTEXNOLOGIE pořádá Aristotelova univerzita v Soluni (souřad. Stergios Logothetidis ). Koná se každý červenec ve městě Soluň, Řecko. V návaznosti na koronovou krizi 2020 Fostiropoulos vytvořil virtuální platformu, která rozšířila každoroční NANOTEXNOLOGY o virtuální zrcadlový obraz, který zobrazoval všechny komponenty (workshopy, společné akce, posterové relace, výstavy) živé multi-události v Soluni. Ve virtuální části více než 200 videokonferenčních místností ^[38] byly k dispozici pro malé i velké skupiny účastníků.

Redakční

G. Eckel a K. Fostiropoulos (redaktoři), „Institut pro mediální komunikaci, hloubkové úspěchy - Periode 1993-1999“ (GMD 1999)

Reference