Proiectul:

PN 2327 01 01. Electrochimie cuantică cu carbon fără amprentă de carbon (“CLICK-C0C”)

Contractul nr.: 29N/2023

Responsabil proiect:

Mihai V. PUTZ

(CS-1 Prof. Dr. Dr.-Habil. Chim., MBA, Dr. Mngmnt)

OBIECTIVUL PROIECTULUI:

Proiectul CLICK-C0C vizează proiectarea și testarea de laborator a nanosistemelor de carbon foto-electro funcționalizate și integrate fără amprentă de carbon; anume, se avansează ideea originală a “CREĂRII” electrozilor cuantici corelați (entanglați) pe suprafețe grafenice prin fotoactivare controlată, care să fie pregătite și implicate în “ÎNCĂRCAREA-STOCAREA”, “NANO-PROPAGAREA-CODATĂ”, și “CITIREA-DECODAREA-CONVERSIA” informației (respectiv a configurației electro-foto-cuantice, viz. inter-relația fermioni-bosoni descrisă anterior) fără disipare energetică, deci cu amprentă ZERO de carbon (i.e. prin tunelarrea mai degrabă decât superpoziția peri-ansamblul hetero-matriceal de carbon grafenic), eventual nano-funcționalizat, respectiv “pregătit” pentru activarea reactivității chimice în așa numita fenomenologie (consacrată prin Nobelul pentru Chimie/2022) click-chemistry, aici click-electro-(quantum)-chemistry.

ACTIVITĂȚI DE CERCETARE:

· Cercetare fundamentală fundamentează coerența cuantică “de zero”, respectiv redefinirea starilor de entanglare în context electrochimic controlat ;

· Prepararea și măsurarea stărilor entanglate a electrozilor cuantici (in situ) pe sisteme grafenice foto-activate: entanglarea cuantică de tip alice-bob. Selectarea semnalelor metrologice (curenți, potential, rezistente) cu zero amprentă de carbon pe nano-sisteme de carbon grafenic.

· Combinarea informației cuantice de tip ghid de undă cu nano-carbon grafenic dopat in heterojonctiuni

· Porți cuantice în mașini moleculare rotaxanice

· Bi-punctele cuantice (efect cuantic de spin cuplat) cu formare de electrozi cuantici pe nano-sistem de tip grafenic/toroidal/fullerenic/sticla Klein (KB: Klein bottle) - deformat topologic, prin fotoactivare – cu propagarea informației electrice/electronice între aceste stații electrodice.

REZULTATE ALE ACTIVITAȚILOR DE CERCETARE:

R1.

DESIGN EXPERIMENTAL: ACTIVAREA PORȚILOR CUANTICE SPECIFICE (ELECTRONI VS. GOLURI)/ ”QL-EG” :

Designul q-Graphentronic. Măsurătorile AFM, 3D și rugozitatea pentru depunerea plăcilor GO (oxizi grafenici)-TiO2, supuse drenării electronice prin efect de tunelare pentru semnalele potențiale externe aplicate la bornele porți cuantice formate[Buzatu, D.L.; Ianăși, P.; Putz, M.V. Quantum Metrological Matrices for Sustainable Graphentronics. In: Solar Energy Conversion in Communities; Visa, I., Duta, A, Eds.; Springer International Publishing AG: Cham, Switzerland, 2020, pp. 315-326. (DOI: 10.1007/978-3-030-55757-7_22)].

R2.

MASURAREA METROLOGICA: IDENTIFICAREA DE CUASI-PARTICULE CUANTICE - BONDONIC - PRIN MICRO-CURENȚI/ ”QP –i”.

Entanglarea cuantică Stone-Wales [Putz, M.V.; Ori, O. Bondonic effects in group-IV honeycomb nanoribbons with Stone-Wales topological defects. Molecules 2014, 19, 4157-4188.]) prin semnale EPR coerente asistate (“e”bits) pentru un experiment tipic de nano-portare acomodat într-o rețea optică care încorporează nanospațiul grafenic. Prezenta omologie grafenică fără stivuire asigură tunelarea semnalului și completarea circuitelor nano-electro-chmice unde sunt incorporate; în acest fel, transmisia celor 2 biți ai stărilor Bell pregătite de Alice și transmise lui Bob pentru a fi măsurate poate fi îndeplinită ca atare din schema de nano-portare bazată pe entanglare. În general, informația cuantică înseamnă informație triplă: i) suprapunerea bazelor, de ex. {0,1}; ii) entanglarea reprezentărilor stărilor cuantice, și iii) tunelarea cuantică. În timp ce primele două condiții sunt asigurate în nanospațiu de defectele topologice și de reprezentările lor bondonice (vezi mai sus baza bondonică pentru stările Bell),

,

,

Configurațiile graphenic genuine și cele cu defecte topologice Stone-Wales sunt suprapuse, iar sistemul rezultat este descris în termenii factorului cuantic invers (IQ) care utilizează propagarea bondonică Stone-Wales atunci când se aplică potențialul extern – pentru evoluția observată cuplată cu evoluţia liberă în absenţa ei, respectiv:

Funcția de undă a suprafeței grafenice bondonice este determinată prin sistemul de funcționare a porții logice (prin intermediul curentului cuantic Hallîn evoluția observată) vs. configurația de scurtcircuit (prin evoluție liberă) pentru fiecare ieșire preconizată AND, SAU, XOR etc..

R3.

MODELUL CUANTIC AL ELECTROZILOR DUBLU GRAFENIC

Codarea cuantică și nano-portarea grafenului acționează de la electrozii cuantici de carbon, astfel echivalați, „de la Alice la Bob” fără disipare a energiei – și, prin urmare, cu o amprentă de carbon aproape de zero.

Schema de entanglare bazată pe PV: semnalele coerente Einsten-Podolsky-Rosen (EPR) sunt asigurate prin configurarea joncțiunii grafenice duble - asociate cu bondoții ca legături sub-cuanto-chimice de-a lungul fiecărei perechi de foi grafenice prin câmpuri cuantice (reprezentate cu ajutorul operatorilor de creare „a+, b+” și operatorii de anihilare „a,b” într-o diagramă Feynman ilustrată pentru stările triplete de spin „T+/–”); contextul de entanglare este asigurat prin potrivirea designului grafenic cu straturi duble cu excitația între ele asigurată de intrarea semnalului de 1xQbit prin efect foto-electric; astfel, coerența internă este produsă în cadrul porții PV-cuantice, transferând către stația Bob semnalul final care urmează să fie decodat prin transformarea specifică Porții Unitare în semnal de putere electrică.

R4.

CĂTRE IZOTERME GENERALE ÎN MODELAREA INTERACȚIUNII METAL-INHIBITOR

Analitic, se pleacă de la forma generală a izotermelor de adsorbție cu ecuația:

unde d poate fi egal fie cu –2aF ( corespunzând parametrului Frumkin ce descrie efectele laterale dintre moleculele inhibitoare adsorbite), fie cu f (parametrul Temkin al neomogenității suprafeței); termenul este adimensional. De remarcat că expresia generală din Eq. (1) se poate rearanja sub forma ecuației dinamice universale W-Lambert [R. M. Corless, et al. Adv. Comput. Math. 5, 329-359, 1996.]

fiind procesul de adsobție remodelat ca

Modulul ramului principal al funcției Lambert W, colorat conform argumentului(W(z))

Soluția este de forma undei de disipare cuantică permițând diverse analize de inhibare a coroziunii metaleloror pe diferite curbe de absorbanție izoterme de suprafață (chiar și în condiții de creștere a suprafeței [A. Braun, et al. J. Cryst. Growth. 241 (1–2) (2003) 231–234]; Diferența dintre funcțiile W-Lambert și logistice din Eq. (5) face de fapt posibil implementarea ciclului interacțiunii metal-inhibitor de coroziune, prin soluțiia de tip undă cuantică de mai sus; re notat că rolul benefic (reciclant cuantic), detrimental (coroziv) și neutru (amprentă zero) al ciclurilro electrochimice astfel modelate este date de (r)aportul de soluție “liberă/observată la electrod” W/Log – ca măsură cuantică a amprentei de carbon, respective funcționează ca “declanșator cuantic/indice de poartă cuantică” pentru suprafațe de adsorbție nano-scopice generice, de tip metal-inhibitor și grafenic-PV.

R5.

INHIBIREA COROZIUNII OTELURILOR DE INOX VS. CARBON PRIN QUERCETINĂ ÎN SOLUȚII ALCOOLICE

O testare esențială a cineticii de adsobției pe suprafetele cu și fără strat de carbon este implementată pe bază de quercetină (QUE) ; această substanță este un derivat de flavonă, denumirea sa rațională fiind 3,5,7-trihidroxi-2-(3,4-dihidroxi-fenil)-4-cromenonă. În stare pură, este un solid galben, ușor solubil în apă, dar solubilă în alcool și soluții alcaline; se găsește în multe plante precum citrice, mere, ceapă, pătrunjel, salvie, ceai și struguri roșii [Priyanka Singh, Yamshi Arif, Andrzej Bajguz, Shamsul Hayat, Plant Physiology and Biochemistry, 166 (2021) 10–19. ; M. H. Abraham, W. E. Acree Jr., Journal of Molecular Liquids, 197 (2014) 157–159]. QUE are un potenţial inhibitor datorită prezenţei heteroatomilor de oxigen în moleculă, precum şi a unui număr de 8 perechi de electroni pi. Parametrii moleculari relevanți pentru proprietățile inhibitoare ale QUE au fost determinați de Zhixiong Xu și colab. [Zhixiong Xu, Bochuan Tan, Jida Chen, Jie Liu, Xingwen Zheng, Lei Guo, Fan Zhang, Nabil Al-Zaqri, Ruilai Zhang, Wenpo Li, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 150 (2023) 105044]. În prezenta fază de cercetare, rezultatele obținute prin metoda polarizării potențiodinamice (PDP) în studiul eficienței inhibitoare a QUE pentru oțel inoxidabil AISI 304L vs. carbon oţel OLC 45 în soluţie alcoolică apoasă 12% . Rezultatele obținute de metoda PDP au fost validate prin spectroscopie de impedanță electrochimică. Natura interacțiunilor metal-QUE a fost evaluată pe baza valorilor energiei de absorbție Gibbs, cu valori determinate utilizând constantele de absorbție a constantei K_ads derivate din absorbția isotermei Frumkin și Tumkin [G. C. Vaszilcsin, M. V. Putz, A. Kellenberger, M. L. Dan, Journal of Molecular Structure, 1286 (2023), 135643] Rezultatele obţinute (Tabelul de mai jos) sunt aproape de -40 kJ mol-1 demostrează tăria interacțiunilor inhibitori-metal, de natură cuantoo-chimică.

Parametrii izotermi pentru oțel inoxidabil AISI 304L și oțel carbon OLC 45, la 25°C.

Deoarece molecula de quercetin conține elemente de structură care permit realizarea de legături chimice puternice cu atomi de metal, aceasta oferă proprietăți anticorozive pentru oțel carbon și oțel inoxidabil. Ratele de coroziune și eficiența inhibitoare ale quercetinei au fost studiate în soluții alcoolice pentru oțel inoxidabil AISI304L și oțel carbon OLC45 cu metoda de polarizare potențiodinamică indică potențialul de serie congeneră ce poate fi implementat ca “agenți cuanto-chimici” de anti-coroziune pe nanomaterialele de carbon sau precursoare ale acestora.

R6.

ECHILIBRAREA INTRE ANTIFRAGILITATE ȘI LEBEDELE NEGRE IN NANO-MATERIALE

a) conceptul de lebădă neagră (BS) care privește asimetria în distribuția de informație structurală/cuantică pentru eșantioanele moleculare (inhibitori/agenți cuantici de suprafață pentru electrozii cuantici invederați pe nano-structuri de carbon), respectiv care care se depărtează de distribuția normală (Gaussiană) în cardinale mici și mari față de media lor statistică (raportată la teorema numerlor mari/erori mici);

b) conceptul de antifragilitate (AF) care este legat doar de corelația neliniară, în mod obișnuit asociat cu generalizarea polinomială a analizei corelației multi-liniare.

Ambele concepte (BS și AF) au avut un impact puternic asupra relațiilor cantitative structură-activitate [proprietate] (QSA[P]R), deoarece afectează atât condițiile eșantionului, cât și domeniul (adică distribuția nenormală a datelor chimice structurale de intrare – ca porți cuantice de informație), precum și ca efect și mecanism de acțiune (adică corelațiile non-liniare cu activitate cuantică de nano-portare a informației structurale prin foto-/termo- activare).

R7.

IDENTIFICAREA ELEMENTELOR EXTRA-GRUP AL ROTAȚIILOR STONE-WALES ENTANGLATE IN COMPOZIȚIA ELEMENTELOR INTRA-GRUPSW PE REȚELE ORDONATE NANO-CARBON.

Se poate considera colecția de noduri dintr-o rețea ordonată (grafen sau fullerenă) ca fiind grupul G; apoi, o operațiune aplicată pe această colecție, chiar și locală, este asociată cu o operațiunea asupra grupului, fie rotația Stone-Wales SW(G)=G’:=SWG astfel generându-se un nou set de noduri, respectiv noul grup de simetrie G’:=SWG. Se mai poate afirma că grupul SWG este un grup central (kernel) al lui G, deoarece devine comutativ pentru orice pereche de elemente ale SWG cu G. Principala consecință este că orice grup central de rotație SWG este invariant sau normal, adică oricare dintre elementele sale satisface transformarea cuantică (din moment ce are forma unitară). forma matematică cuantică poate fi obținută prin produsul direct între elementele celor două grupuri, mulțimea G originală (pristina) și invariantul său SWG, și anume grupul cuantic (analog cu produsul direct al celor doi vectori asociați funcțiilor de undă pe un spațiu Hilbert/Banach al stărilor cuantice); Respectiv se poate exprima in mod direct inversul cuplării în maniera algebrică inversă pentru elementele grupurilor componente; cazul entanglării cuantice apare la nivelul grupurilor pentru așa-numita transformare echivalentă, adică atunci când ; În alți termeni, atunci când grupurile de simetrie de rotație pură (in sine, genuina) și cele Stone-Wales s-au compus, rezultatul aparținând grupului cuplat/entanglat ulterior format; cu toate acestea, o cuplare suplimentară (și succesivă, iterativă) între rotația de simetrie echivalent entanglată SW,, cu operația de simetrie la rotație pe grupul (grafenic) original creează cu adevărat stări iterative, sau un grup nedefinit de simetrie, prin propagarea simetriei SW pe simetria G curată. Acesta sunt de forma alăturată, unde s-a ținut cont de expresiile operației de identitate

Toate stările din sistemul de mai sus sunt practic entanglate, și corespund unor electrozi cuantici, dinamici, pe grafenă; de exemplu, prin trunchierea relației de mai sus la stările de 4-ori degenerate (i.e patru linii echivalente in relaâia de mai sus), rezultatul se poate corela cu stările Bell, iar nano-propagarea asociată poate urma celebrul mecanism de transmisie cuantică Alice-Bob, vezi Figura alăturată, aici prin transformarea rotațională Stone-Wales;

Principala configurație conceptuală ALICE-BOB în realizarea nano-portării entanglate a defectelor topologice grafenice bondonice “5/7”de tip Stone-Wales (SW) pe suprafețe grafenicepe care s-au indus electrozi electrochimici cuantici fotoactivați (viz. si Figura din R2.)

Sistemul entanglat de mai sus poate corespunde cu grupuri entanglate în propagarea simetriei rotaționale pe rețele de nano-carbon (grafen sau fulerene); poate fi extins și mai mult sau chiar mai entanglat (generand modelul pentru sistemul cuplat de tip sistemul electrod-electrolit cuantic) cu transformarea echivalentă Stone-Wales de ordinul doi:

,

Astfel, prin intermediul identităților de grup sau/șiinserate în cuplajul operațiilor cuantice de grupuri de rotație SW pe grafenă, poate fi generate un multi-vers de grupuri entanglate de rotații legate de SW; acestea corespunzând în fapt cu canale cuantice de cuplare electrolitică, vezi Figura din R2.

Această dovadă formală ilustrează de fapt validitatea generării și propagării SW pe rețele de nano-carbon într-o manieră de rupere a simetriei (rotaționale), păstrând în același timp legătura și informația chimică ca informații bosonic-bondonice, entanglate într-o manieră colectivă, dar invariabilă - adică conservată, respectiv fără dispersie pe sistemul de carbon grafenic, adică atingând dezideratul de emisie zero de carbon sau pe carbon, la nivel nano-scopic. În același timp, matematica cuantică (prin caracteristici de entanglare, cu efectele de ramificare/degenerare de mai sus, ecuațiile (9a) și (9b), a fost aplicată în mod formal pe familiile generative nano-topologice de rotație SW ale propagărilor de simetrie colectivă pe laticea de carbon grafenic.

R8.

PERPETUUM MOBILE DE SPEȚA ÎNTĂI CU MAȘINI MOLEECULARE ROTAXANICE

Reprezentarea schematică a orbitalilor HOMO implicați în ciclul structural cuantic al interiorului HOMO/LUMO al ciclului mașinii moleculare D1→C2→B3→A4→D1. Aceste mașini moleculare de tip rotaxanic aflate în studiu conțin un inel eter-coroană (macrociclu DB24C8 (dibenzo[24]coroană-8)) și un ax cu două stații diferite: dialchil-amoniu (amH+) și triazolium (tria+) și doi opritori diferiți, fiind comutabile în funcție de pH.

S-a identificat că în timpul funcționării acestui tip de mașină moleculară, acesta utilizează numai orbitali de tip HOMO (HOMO (0)—HOMO (10)), ceea ce sugerează că pentru buna funcționare a acestei navete moleculare este important caracterul donor al complexului rotaxanic. Valorile ∆G ale energiei libere asociate proceselor din Figura 6 calculate cu spectre HOMO/LUMO pentru complecșii rotaxanici D1, C2, B3, A4 din ciclul mașinii moleculare din Figură (D1→C2→B3→A4) →D1

Starea	HOMO / LUMO levels involved in the jump	∆(HOMO-LUMO) (eV) (T=0K)	∆(calculated-literature) (T=0K)	∆G (eV) (T=298K)	∆(calculated-literature) (T=298K)
D1→C2	HOMO5 D1-HOMO10 C2	-0.896200	-0.00322034687880823	-0.870520346878808	-0.003220346878808
C2→B3	HOMO10 C2-HOMO0 B3	5.88036100	0.00804065312119295	5.90604065312119	0.00804065312119
B3→A4	HOMO0 B3-HOMO2 A4	-1.021703	0.00137665312119251	-0.996023346878807	0.001376653121193
A4→D1	HOMO 2A4-HOMO5 D1	-3.962458	0.0962216531211917	-3.93677834687881	0.09622165312119
	TOTAL FOR ALL PROCESS D1→C2→B3→A4→D1	0.000000000	0.102418612	0.102718612	0.102418612

Energia de reacție a fost calculată pentru fiecare mașină moleculară de tip rotaxan (D1, C2, B3, A4) implicată în acest studiu folosind formula:

∆G (kcal/mol)= energia totală a produșilor – energia totală a reactanților

În acest studiu s-a determinat modelul chimic cuantic actual care este capabil să identifice mecanismul complex teoretic-structural corect la nivel intermolecular, asigurând schimbul exact de energie zero de-a lungul unui ciclu al mașinii moleculare (vezi Tabelul) adică:

Aceste rezultate confirmă faptul că orbitalii moleculari de frontieră selectați din Figura 7 și Tabelul 2 pentru mașina moleculară de tip rotaxan din Figura 6 au fost corecți și că modelul de reactivitate chimică cuantică în ceea ce privește conversia intermoleculară HOMO-LUMO este unul viabil. Dacă se va observa că și pentru alte clase de rotaxani se menține aceeași tendință/concluzii, atunci vom avea un nou instrument conceptual-computațional potrivit în evaluarea și controlul reactivității chimice și funcționalității sistemelor moleculare supramoleculare interblocate.

R9.

STUDIUL FULLERENELOR TOROIDALE SI CELE DE TIP STICLA KLEIN, CE AU ÎN COMUN O NEOBISNUITA SIMETRIE TOPOLOGICA, DE CURAND SUGERATA, VALABILA PENTRU ANUMITE DIMENSIUNI ALE RETELELOR:

LEMA 1 (SPINUL TOPOLOGIC PRIN NANO-SIMETRIE, Simetria toruri – sticle Klein [Putz, M. V., & Ori, O. (2020). Topological symmetry transition between toroidal and Klein bottle graphenic systems. Symmetry, 12(8), 1233]): Numerele de coordinare pentru fiecare nod al fullerenelor de tip și SUNT EGALE DACĂ lungimile n și m ale laturilor Möbius şi cilindrice respectă condiţia ...reprezintă realizara topologică a CODĂRII CUANTICE (DUAL IN SENSUL KB VS. T) PT NANO-PORTAREA (viz. prin TRANZITIVITATEA) GRAFENICĂ “DE LA ALICE”

Reprezentarea reţelei cubice cu N=48 noduri. Celula unitate (cercuri negre), este copiată de ori de-a lungul axei Möbius x, şi de ori de-a lungul axei cilindrice y. Odată ce este închisă de-a lungul ambelor direcţii, se obţine torul , ale cărui noduri au numerele de coordinare {}={3 6 9 11 11 6 1}. Prin unirea nodurilor marcate identic, se obţine în schimb graful , de asemenea tranzitiv şi cu acelaşi {} pentru fiecare vârf. Acest sistem se situează în interiorul regiunii de simetrie cu limita şi .

R10.

EXPLORAREA CATORVA CARACTERISTICI TOPOLOGICE NOI, PENTRU O MAI BUNA INTELEGERE A FENOMENULUI DE CUPLARE (ECHIVALENT CUANTICA DE SPIN) DINTRE CELE DOUA POLIHEXURI DINCOLO DE REGIUNEA SIMETRICA:

LEMA 2 (CUPLAREA DE SPIN TOPOLOGIC): Simetria remanenței Tori-Klein Bottles. Având în vedere un graf în afara regiunii de simetrie , aceasta este încă cu noduri toroidale ale unor seturi , aceleași cu cele ale nodurilor din fulerene Torus de aceeași dimensiune...reprezintă realizarea topoogică a CODĂRII (RESPECTIV A CALCULULUI) NANO-INFORMAȚIEI GRAFENICE TUNELATE PRIN PORȚI CUANTICE!

Reţeaua , N=12 noduri, închide latura y ca într-un tor prin legările 2-2’ şi 3-3’, şi în mod Möbius vârfurile de-a lungul laturii x în zig-zag, cu legările 1-12, 9-4. Legarea 5-8 de asemenea se închide toroidal: aceste 4 noduri toroidale , cu gri în matricea de distanţe, au excentricitatea 4 şi numerele de coordinare {}={3 4 3 1}. Nodurile Möbius , în schimb, au excentricitatea redusă la 3 şi .

R11.

EXPLORAREA UNUI NOU EFECT TOPOLOGIC, PRIN EXPANSIUNEA SPORITA TOPOLOGIC, CAUZAT DE SIMETRIA TOROIDALA / STICLA KLEIN:

LEMA 3: Expansiunea îmbunătățită a sticlelor Klein. Fulerenele de tip Klein Bottle se extind de două ori față de un Torus de aceeași dimensiune atunci când marginea cilindrică în expansiune trece pragul regiunii de simetrie: ... reprezintă realizarea tpologică pentru CARBONUL ENTANGIBIL (viz. DEPUNEREA DE CARBON GRAFENIC INITIAL CO-ACTIVAT Figura 3 ÎN CUPLURI DE DE POTENTIAL SAU IN CONDIȚII DE FOTO-ELECTRO-POTENȚIAL APLICAT

Laticea închisă cu , N=32 noduri în total, dintre care noduri toroidal (cercuri negre) poziționate pe două linii verticale. Acest lucru se aplică pentru laticele cu dimensiuni impare și pare . Nodurile toroidale și Möbius au respective excentricitățile (eccentricities) , și transmisiile , ; Dreapta) Eficiența topologică pentru fulerenele cu .Scăderea potențialului topologic , reportată în Figura/Lema 3 de mai sus-stanga, semnalează tendința sistemului de sticlă Klein de a deveni simetric cu cel toroidal, cu un câștig relativ în potențialul topologic de aproximativ2% (de investigat in continuare la nivelul de current-potențial de electro-carbon în circuite de tip transistor, porti cuantice și nano-portare grafenică). Coroborarea numerică a rezultatelor prezente, de mai sus, cu LEMELE 1-3 discutate topologic in medii grafenice, oferă cadrul fenomenologic viabil pentru proiectarea tranzistorului de trecere (pass transistor), în etapa de nanoportare a semnalului electro-cuantic de la stația (electrodul cuantic) ALICE (din Figura 1) prin electrolitul cuantic grafenic, Figura 3, cu marcarea atingerii AMPRENTEI ZERO DE CARBON LA TRANZITIVITATEA TOPOLOGICĂ (ECHIVALENTUL CUPRIOR DE FOTO-ELECTRO-POTENTIAL DE CARBON GRAFEIC ! ) În acest sens, descoperirea, reportată aici, a unei duble expansiuni care modifică structura sticlei Klein, ar putea facilita formarea sistemelor chimice non-orientabile nano.

PERSPECTIVE DE CERCETARE ȘI DEZVOLTARE CONTINUĂ

Prezentul proiect se încadrează în primul obiectiv stabilit de Programul Nucleu: Materiale inovative funcționalizate pentru eficiență energetică, adresându-se domeniului de specializare inteligentă: Materiale funcționale avansate. În cadrul proiectului se dorește proiectarea și testarea de laborator a nanosistemelor de carbon fotoelectro funcționalizate și integrate fără amprentă de carbon, respectiv crearea unor electrozi cuantici corelați pe suprafețe grafenice, RESPECTIV EXPLORAREA DE PORȚI CUANTICE (CU ZERO AMPRENTĂ DE CARBON) PE NANO-MATERIALE, DEOPOTRIVĂ FUNDAMENTAL, CONCEPTUAL, ȘI EXPERIMENTAL. Proiectul are un înalt grad de complexitate, cu un nivel știintific ridicat, scopul și obiectivele acestuia corespunzând nevoilor societății secolului XXI, nu doar datorită cererilor economice, ci și pentru a menține echilibrul global în ecosisteme și societate, răspunzând astfel solicitărilor generate de consumul energetic tot mai mare în opoziție cu descreșterea resurselor naturale. Proiectul se înscrie pe linia preocupărilor majore internaționale în identificarea unor soluții tehnologice viabile la cererile energetice acute pentru generația actuală și viitoare. Originalitatea proiectului constă în abordarea legilor fizico-chimice fundamentale, în special cele cuantice în raport cu resursele naturale limitate, într-un mod integrat, regenerativ și optimal. Scopul principal este dezvoltarea celei de-a patra generații de fotovoltaice, pe baze cuantice la nivel nanosistemic.

DISEMINARE ȘI FORMARE

ARTICOLE CU IMPACT INTERNAȚIONAL

Ø Mihai V. Putz Graphenic nanospace: Bondonic entanglement perspectives, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 31:2 (2023)91-108, DOI: 10.1080/1536383X.2022.2110081

Ø Mihai V. Putz & Ottorino Ori On quantum entangled nano-portation: C39 & C43 fullerenes, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 31:3 (2023) 197-208, DOI: 10.1080/1536383X.2022.2133901

Ø Cristian George Vaszilcsin, Mihai V. Putz, Andrea Kellenberger, Mircea Laurenţiu Dan On the evaluation of metal-corrosion inhibitor interactions by adsorption isotherms, Journal of Molecular Structure, Volume 1286, (2023) 135643, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2023.135643. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286023007391)

Ø Cristian George VASZILCSIN, Mihai V. PUTZ, Mircea L. DAN, Mihai MEDELEANU Myricetin As Corrosion Inhibitor For Metals In Alcoholic Solutions. STUDIA UBB CHEMIA, LXVIII, 2, 2023 (p. 23-36); DOI: 10.24193/subbchem.2023.2.02

Ø Stoenoiu, C.E.; Putz, M.V.; Jäntschi, L. Is Triple Crossed C28 Cyclic Polyyne Cluster a Stable Conformation? Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures (2023) 32(1), 55–67. https://doi.org/10.1080/1536383X.2023.2261573

Ø SABIROV D., ORI O., CATALDO F. & PUTZ M.V. Moving heptagons on fullerenes: topology, entangled Stone–Wales rotation groups, chemistry and beyond. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. (2024) 32(8), 791–798. https://doi.org/10.1080/1536383X.2024.2312188.

Ø IORGA, M. I., DUDAS, N. A., & PUTZ, M. V. Quantum structure-property relationship (QuaSPR) assay of the molecular machine for rotor-axon congeners in a rotaxanic complexes. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 33:1 (2025) 21–35. https://doi.org/10.1080/1536383X.2024.2405563.

Ø IORGA, M. I., DUDAS, N. A., & PUTZ, M. V. Assessment of the quantum valence molecular machine for a rotaxanic complex. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 33:1 (2025). 36–50. https://doi.org/10.1080/1536383X.2024.2404473

Ø Putz, M. V.; Ori, O. Notes on Topological Symmetry Between Toroidal and Klein Bottle Fullerenes. Preprints 2025, 2025051624. https://doi.org/10.20944/preprints202505.1624.v1.

CONFERINȚE CU IMPACT INTERNAȚIONAL

· CONFERENCE FOR SUSTAINABLE ENERGY 2023 (https://cse.unitbv.ro/), cu lucrările:

Ø Towards Quantum Nano-Carbon Electrodes without Carbon Footprint (Mirica M.C., Iorga M.I., Buzatu D.L., Putz M.V.)

Ø Logistic metal-corrosion inhibitor adsorption isotherms for Graphenic PV surfaces (Putz M.V.)

· SIM 2023: 17th International Symposium in Management, Reinventing Management in Turbulent Times (20-21 October 2023, Timisoara, Romania, https://www.sim2023.eu/ ):

Ø NANOMOD (2023), Research International Workshop - Third Edition (https://www.sim2023.eu/program.html), https://quantum.mindhive.ro/nanomod/

· Participarea la 29TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANALYTICAL AND ENVIRONMENTAL PROBLEMS, Szeged (Hungary), 13 -14 November 2023 (https://www2.sci.u-szeged.hu/isaep/index.htm), cu lucrarea:

Ø CORROSION INHIBITION OF STAINLESS AND CARBON STEELS BY QUERCETIN IN ALCOHOLIC SOLUTIONS

(Cristian George Vaszilcsin, Mihai V. Putz, Mircea Laurentiu Dan, George Daniel Dima)

· Participarea la CONFERENTIA CHEMOMETRICA. AN INTERNATIONAL CONFERENCE ON CHEMOMETRICS AND CHEMINFORMATICS, Sopron, Hungary; September 10-13, 2023 (http://cc2023.ttk.hu/), cu lucrarea:

Ø Balancing between Antifragility and Black Swans in QSAR

(Putz M.V.)

· Participarea la CONFERENCE FOR SUSTAINABLE ENERGY 2023 (Brașov, 26-28 Octombrie 2023) (https://cse.unitbv.ro/), cu lucrările:

Ø Towards Quantum Nano-Carbon Electrodes without Carbon Footprint (Mirica M.C., Iorga M.I., Buzatu D.L., Putz M.V.)

Ø Logistic metal-corrosion inhibitor adsorption isotherms for Graphenic PV surfaces (Putz M.V.)

· Participarea la The 36th International Course and Conference on the Interfaces among Mathematics, Chemistry and Computer Sciences: Mathematics, Chemistry, Computing (Math/Chem/Comp, MC2-36), organized under the joint auspices of the Inter-University Centre, Dubrovnik, Croatia, Croatian Chemical Society, and the University of Zagreb (Department of Chemistry, Faculty of Science), will be held on June 2–6, 2025 in Dubrovnik (Croatia) (https://mcc.hkd.hr/ ), cu lucrarea:

Ø Putz, M. V.; Modeling the Chemical Transition State Within Logistic Quantum Transition Frequency Picture. https://mcc.hkd.hr/MC2_2025_Book_of_Abstracts.pdf

EDITARE DE NUMERE SPECIALE LA JURNALE DE IMPACT INTERNAȚIONAL:

Ø Special Issue in International Journal of Molecular Sciences: Advances in Chemical Bond and Bonding 2.0 (https://www.mdpi.com/journal/ijms/special_issues/Chemical_Bond2)

Ø Special Issue in International Journal of Molecular Sciences: Nano-Materials and Methods 4.0 (https://www.mdpi.com/journal/ijms/special_issues/H8851G4U18)

Ø Special Issue in International Journal of Molecular Sciences: Non-covalent Interaction 2.0 (https://www.mdpi.com/journal/ijms/special_issues/3G9T5B2GUY)

Ø Special Issue in Molecules: Density Functional Theory in the Age of Chemical Intelligence, 2nd Edition(to be closed on31October 2024) (https://www.mdpi.com/journal/molecules/special_issues/VI9W78OH16)

Ø Special Issue in International Journal of Molecular Sciences:Structure Bonding and Bioactivity of Nanoscale Molecules (https://www.mdpi.com/journal/ijms/special_issues/G62F5EZWOS)

Ø Special Issue in International Journal of Molecular Sciences: Quantum Chemical Intelligence: New Horizons of Molecular Structure and Reactivity (https://www.mdpi.com/journal/ijms/special_issues/7YZ8N5417A)

TEZE DE DOCTORAT:

· Data Susținerii: 20 Septembrie, 2024

Teza de Doctorat: STUDII CUANTICE DE REACTIVITATE CHIMICĂ CU APLICAȚII LA MAȘINI MOLECULARE MULTIPLU-ACTIVATE

Doctorand: IORGA, MIRELA

Conducător de Doctorat: PUTZ, MIHAI-VIOREL

Instituția Organizatoare de Doctorat: Școala Doctorală de Stiinte Exacte și ale Naturii, /Universitatea de Vest din Timișoara, Romania; Ordinul de Susținere: Ordinul Directorului CSUD (Consiliul Studiilor Universitare de Doctorat) nr. 121 din August 20, 2024; Teză validată de CNATDCU/Chimie și titlul de Doctor atribuit cu OMEN (Ordinul Ministrului Educației Naționale) nr. 3002 /08.01.2025

· Data Susținerii: 22 Septembrie, 2023

Teza de Doctorat:Inhibitori de coroziune verzi pentru protecţiametalelor şi aliajelor

Doctorand: VASZILCSIN Cristian George

Conducător de Doctorat: PUTZ, MIHAI-VIOREL

Instituția Organizatoare de Doctorat: Școala Doctorală de Chimie, Facultatea de Chimie, Biologie, Geografie/ Universitatea de Vest din Timișoara, Romania; Ordinul de Susținere: Ordinul Directorului CSUD (Consiliul Studiilor Universitare de Doctorat) nr. 125din August 24, 2023; Teză validată de CNATDCU/Chimie și titlul de Doctor atribuit cu OMEN (Ordinul Ministrului Educației Naționale) nr. 3670 / 30.01.2024