Константинос Фостиропулос - Konstantinos Fostiropoulos

Константинос Фостиропулос
Родившийся	( 1960-06-20 )20 июня 1960 г. (61 год) Krya Vrysi, Пелла , Греция
Национальность	Греческий
Альма-матер
Известен
Научная карьера
Поля
Учреждения
Тезис	«С 60 - новая форма углерода»  (1989–1992)

Константинос Фостиропулос - греческий физик, который работал в Германии в области наноматериалов , физики твердого тела , молекулярной физики , астрофизики и термодинамики . С 2003 по 2016 год он был основателем и руководителем группы органических солнечных элементов в Институте систем гетерогенных материалов в Центре им. Гельмгольца в Берлине . Его научные труды включают новые энергетические материалы и фотоэлектрические концепции устройства, углеродные кластеры в межзвездной среде , и межмолекулярные силы из реальных газов .

В 1989 году Фостиропулос был первым, кто синтезировал C ₆₀ , молекулярную модификацию углерода, в препаративных количествах с помощью специально разработанного вакуумного процесса. После открытия молекулы в 1985 году Крото и др. Работа Фостиропулоса внесла существенный вклад в создание фундаментальных исследований фуллерена, а также его приложений.
В 2001/2002 году он представил концепцию двухслойного гетероперехода для органических фотоэлектрических устройств, в которой применяются вакуумные процессы для формирования слоя молекулярного поглотителя, состоящего из фталоцианина Zn и молекул C ₆₀ .

Он также был экспертом в области дистанционного образования, который продемонстрировал в 1999 году экспериментальную трансатлантическую обучающую Интернет-платформу с низкой пропускной способностью. По случаю кризиса Corona он создал платформу, способную принимать виртуальную часть крупных гибридных научных конференций.

Личная жизнь

Миграция

Фостиропулос родился 20 июня 1960 года в Криа Вриси, Пелла , Греция, в семье Анастасиоса Фостиропулоса и Лемонии Фостиропулу (урожденная Атмациду), второго из трех детей (Нико, Коста, Элени). В 1961 году его отец эмигрировал в Мангейм , Германия, куда позже последовала его жена с двумя сыновьями, когда Фостиропулосу было четыре года. Там через пять лет родилась его сестра Элени. До выхода на пенсию его родители Анастасиос и Лемония работали разнорабочим и уборщицей соответственно. В 2015 году они повторно иммигрировали в Грецию вместе со своей сестрой Элени и ее семьей. Его брат Нико был избран городским советником в Карлсруэ , Германия, и является владельцем центра повышения квалификации альфатренинга .

Брак

Во время работы в качестве научного сотрудника Института медицинских коммуникаций (IMK) бывшего GMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [ de ] в Санкт-Августин недалеко от Бонна , отношения Фостиропулоса с его коллегой Симоне Ламе, веб-дизайнером и специалистом по электронному обучению , начались. по случаю полного солнечного затмения 11 августа 1999 г. , которое они вместе наблюдали в Карлсруэ . Они поженились в 2004 году, у них двое детей, Тимон и Мелина.

Образование

"Alte Feuerwache" -
достопримечательность Мангейм-Неккарштадт

В первые годы своего пребывания в Мангейме Фостиропулос окончил немецкую начальную школу Hilda-Schule и среднюю гимназию Kurpfalz Mannheim, а также греческую дневную начальную школу. Кроме того, он окончил Städtische Musikschule Mannheim, где в качестве гитариста посещал класс медиаторных инструментов у Такаши Оти  [ де ; ja ] .

Фостиропулос изучал физику в соседнем Гейдельбергском университете, где его особенно заинтриговали Теория Великого Объединения , лазерная физика и молекулярная физика . Он получил свой диплом после того, как присоединился к исследовательской группе Бернхарда Шрамма в Институте физической химии. В феврале 1989 года он посетил "Пылевую группу" Хуго Фехтига на отделении космофизики в Институте ядерной физики Макса Планка , где он работал докторантом над диссертацией "C ₆₀ - eine neue Form des Kohlenstoffs". В феврале 1992 года получил степень доктора философии. из Гейдельбергского университета.

Из-за финансовых ограничений своей семьи он работал на разных должностях во время учебы: инструктором по классической гитаре в Mannheimer Abendakademie  [ de ] , звукорежиссером по синхронному переводу в Ellerbrock Konferenztechnik, таксистом в Мангейме и ассистентом преподавателя физической химии в Гейдельберге. Университет.

Первая научная карьера - «фундаментальные исследования».

Красивый Гейдельберг

С 1986 по 1988 год Фостиропулос исследовал эффекты межмолекулярных сил в реальных газах в Институте физической химии Гейдельбергского университета. Одним из направлений было изучение термодинамических свойств фреонов с целью замены их экологически безопасными веществами в холодильных установках.

Историческое происхождение угольных ламп (1802 - 1960-е гг.)

Гейдельбергские эксперименты

Первые микрофотографии кристаллов фуллерена, выращенных из бензольного раствора. Изображения получены через оптический микроскоп в режиме отражения. Были обнаружены чешуйки диаметром около 10 микрон, а также компактные шестиугольные стержни и звезды. (Фостиропулос, 1990)

В сентябре 1987 года молодой студент-волонтер Бернд Вагнер на несколько недель присоединился к «Пылевой группе» астрофизика Хьюго Фехтига в Институте ядерной физики Макса Планка . Там под руководством ассистента Фехтига Вольфганга Кретшмера Вагнер проводил такие эксперименты с углеродным паром, используя метод контактной дуги (2), когда он случайно изменил условия давления. В результате он получил следы угольной пыли с еще неизвестными ему дополнительными особенностями слабого ИК-поглощения. Однако, когда Вагнер ушел, результат дальше не рассматривался, а был признан «примесью от насосного масла» или просто «мусором».
В январе 1989 года Фостиропулос присоединился к группе Фехтига, где занялся «случайным» экспериментом. После нескольких недель оценки он решил учиться в рамках своей докторской степени. подробно описаны три типа процессов термического испарения, и впоследствии он разработал новые параметры процесса для каждого из них. Соответственно, в 1989 году Фостиропулос был первым, кто синтезировал C _60, первую модификацию молекулярного углерода, применив первоначально процесс контактной дуги (2) с особыми экспериментальными условиями для быстрого разрушения электрода, следовательно, ускоренного испарения углерода. Более того, он разработал метод спекания графитовых стержней из коммерчески доступной « аморфной » углеродной пыли ¹³ C. Применение резистивного нагревательного процесса (3) и с помощью таких «изотопные» графитовые стержни, за несколько дней до Нового года 1989 года, он синтезируется в первый раз необычный материал , который содержал экзотические виды: «изотопный» ¹³ C ₆₀ , от того он случайно доказал существование полностью углеродной молекулы с икосаэдрической «платонической» симметрией и усеченной икосаэдрической «архимедовой» формой, предсказанной Крото и др. 1985: C ₆₀ «Бакминстерфуллерен» !

C ₆₀ публикационная активность, инициированная Гейдельбергскими экспериментами 1990 г.

В своих усилиях по дальнейшему увеличению выхода продукции он сосредоточил свои исследования на методе простой дуги (1), который завершился в 1990 году выходом> 1 грамма в день, достигнутым с помощью надежного и высокоэффективного процесса дуги. Однако, поскольку фуллереновый материал все еще находился в образовавшейся саже, Фостиропулос разработал два возможных метода экстракции: либо путем термического испарения для удаления молекулярных частиц C ₆₀ , C ₇₀ ... из сажи в условиях вакуума, либо путем диспергирования сажи. в бензоле, где растворяются только фуллерены. Экстрагированный порошок этой смеси «натуральных» чистых фуллеренов был проанализирован оптическими методами (от УФ до ИК), а также масс-спектроскопией, где также был обнаружен C _{70 в} форме « американского футбола » . Из порошка он впервые смог вырастить ультратонкие пленки C ₆₀ методом вакуумного термического испарения и наблюдать образование гексагональных кристаллов из «винно-красного» бензольного раствора. При последующих исследованиях тонкопленочной хроматографии оказалось, что винно-красный цвет произошел от 10% -ной фракции C ₇₀ в смеси природных фуллеренов. Массовая плотность новых кристаллов углерода была определена экспериментально, а также теоретически с использованием данных анализа кристаллов ПЭМ, впервые измеренных в сотрудничестве с Вернером Кюльбрандтом  [ de ] , EMBL Heidelberg, где ван-дер-Ваальсовский диаметр молекулярного "футбольного мяча " "было определено: d _C60 = 1,0 нм. В сотрудничестве с Хансом Германом Эйзелем из Института неорганической химии Гейдельбергского университета впервые были измерены спектры комбинационного рассеяния света C ₆₀ .

В начале 1991 года Фостиропулос был приглашен на два месяца посетить исследовательскую группу астрофизика Алена Леже в Парижском университете VI, где они провели спектроскопию матричной изоляции на C^-
₆₀ и C⁺
₆₀ионы в холодных матрицах Ne для измерения их оптического поглощения в квазипространственных условиях. В частности, положительный ион был потенциальным кандидатом на роль носителя диффузных межзвездных полос, как независимо обсудил Гарри Крото в 1987 году. Немедленное предложение в сотрудничестве с Фостиропулосом, представленное Аленом Леже и Луи Ле Сержан д'Эндекур в течение одной недели наблюдения в Канаде -Франс-Гавайский телескоп для поиска C⁺
₆₀отпечатки пальцев в межзвездной среде были приняты. Однако впоследствии MPI в Гейдельберге отклонило свое, следовательно, участие Фостиропулоса в поисках C⁺
₆₀в межзвездной среде.
В конце концов, в 1994 году поиск спектральных отпечатков межзвездного футбола привел к появлению первой статьи, в которой Бернард Фоинг и Паскаль Эренфройнд определили молекулу как носитель двух диффузных межзвездных полос. Их оценка была подтверждена во многих других работах, что примерно 0,1% (!) Всего углерода в межзвездной среде существует как «C ₆₀ - новая форма углерода».

С его результатами по синтезу, экстракции и характеристике фуллеренов, опубликованными в 1990 году в NATURE ( ResearchGate : 6,748 цитирований, по состоянию на январь 2020 года), и некоторыми астрофизическими аспектами ионизированного и гидрированного C _60, которые он обнаружил в своих данных, Фостиропулос поспешно защитил диссертацию . К концу 1991 года он получил диссертацию, которая с тех пор вызвала волну публикаций по всему миру.

Приложение: «Патенты»

Перед публикацией в NATURE заявка на патент, основанная на результатах экспериментов в Гейдельберге, была подана в Патентное бюро США в Тусоне, штат Аризона. Основным заявителем был Университет Аризоны , тогда как требования MPI Heidelberg были ограничены установленным законом минимумом. Через десять дней туда же была подана повторная заявка в пользу частного инвестора. Через год был подан европейский патент под названием «Новая форма углерода». Фостиропулос не был проинформирован до подачи заявки на патент.

Приглашенные беседы (1991–1993)

Анекдоты

Через несколько месяцев после того, как Фостиропулос начал свои исследования странной сажи, Кречмер рекомендовал прекратить это тщетное начинание и сосредоточиться на астрофизически значимых углеродных кластерах, таких как C ₂ , C ₃ , C ₄ ... Поэтому Фостиропулос решил потратить 18 месяцев (= доктор философии). ... перерыв) играл в футбол, и если бы не было положительного результата, он переходил бы на "разумные" углеродные кластеры. Однако после 12 месяцев интенсивных исследований ему удалось доказать существование полностью углеродной молекулы с икосаэдрической симметрией (изотоп ¹³ C ₆₀ ), а через 15 месяцев (примерно 1 мая 1990 г.) он оптимизировал выход синтеза и выполнил извлечение порошок фуллерена из сажи. Через 18 месяцев они представили свою публикацию NATURE .

Летом 1990 года во время сотрудничества в Гейдельбергском университете в области рамановской спектроскопии с целью проверки гипотетической «футбольной» структуры молекулы один из партнеров осторожно выразил озабоченность: «надеюсь, это не холодный синтез  ;-)», имея в виду самый известный из них. erratum, опубликованный в то время Martin Fleischmann et al. 1989 г.

ПРИРОДА публикация была принята 7 сентября 1990 года В связи с этим Fostiropoulos имел возможность встретиться и обсудить с Риком Смолл поздний лауреат Нобелевской премии (1996 г.) , на конференции , когда он пригласил его и Krätschmer « , чтобы прийти к Констанце и использовать фракцию Время лекций Смолли »(12 сентября 1990 г.), где Кретчмер сообщил о своем прорыве в получении больших количеств фуллеренов. Несколько дней спустя Гарри Крото , также лауреат Нобеи (1996), и его жена Маргарет неожиданно посетили ученых Гейдельберга, возвращавшихся с конференции в Югославии. Крото подарил Фостиропулосу и Кретшмеру бутылку «красного вина» Châteauneuf-du-Pape 1985 года . В последний рабочий день перед Рождеством 1990 года Фостиропулос и Кретчмер наслаждались вином Крото в Институте Макса Планка в Гейдельберге.

По случаю последней докторской диссертации Фостиропулоса. Когда он представил диссертацию на кафедре космофизики института, он пригласил молодого Бернда Вагнера на выступление в качестве своего гостя, чтобы лично встретиться с ним и представить его кафедре как счастливчика, положившего начало гейдельбергской части истории о C ₆₀ .

После прерывания своей первой научной карьеры в конце 1993 года Фостиропулос работал на различных должностях с 1994 по 1997 год, когда он поступил в Греческую армию для прохождения военной службы .

Вторая научная карьера - «приложения».

Schloss Birlinghoven  [ de ] - штаб-квартира GMD в Санкт-Августин недалеко от Бонна.

В своем возвращении к исследованиям фуллеренов Фостиропулос ссылался на лауреата Нобелевской премии Гарри Крото и Роберта Шлёгля .

IT-приложения: дистанционное обучение

В 1998 году Фостиропулос возобновил научную деятельность, присоединившись к Институту медиа-коммуникаций при бывшем Немецком национальном исследовательском центре информационных технологий GMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [ de ] в течение трех лет, где он участвовал в ИТ- проектах в области дистанционного образования . Он руководил платформой на основе JAVA для регулярных лекций из Schloss Birlinghoven  [ de ] (штаб-квартира GMD) в Женевский университет. Впервые подключение к Интернету, включая спутниковую передачу ( EUTELSAT ), было использовано для создания трансатлантической обучающей сети между тогдашним консорциумом CAPE Пенсильванского университета через GMD, ICI в Бухарестском университете, а также Болгарской академией наук в София демонстрирует трансатлантические возможности дистанционного обучения с помощью видеоконференций и конспектов лекций через Интернет-приложения с низкой пропускной способностью.

Применение фуллерена: органические солнечные элементы

Область исследований органических солнечных элементов (ОСЭ) разделена на две части. Большинство ученых используют методы влажной химии, применяя полимерные материалы в качестве одного из двух компонентов для формирования абсорбирующего слоя устройств, тогда как использование небольших молекул абсорбера, осажденных методами вакуумного термического напыления , является скорее нишей в этой области. Однако в обеих концепциях C ₆₀ является другим важным компонентом поглотителя из-за его необычных свойств акцептора электронов. В 2002 году Фостиропулос представил концепцию двухслойного поглотителя с гетеропереходом с фталоцианином Zn и молекулами C _{60 в} качестве донорных и акцепторных материалов соответственно. Таким образом, он достиг эффективности преобразования энергии η = 2,5%, что было мировым рекордом для малых молекул OSC в то время, догнав аналогичный рекорд полимерных солнечных элементов (2001-2003 гг., Brabec , Sariciftci, Hummelen 2001). В 2003 году эти два рекорда привлекли внимание исследователей солнечной энергии к этой области, которые положили начало более чем десятилетнему периоду щедрого финансирования в Германии области органической фотоэлектрической энергии .

В декабре 2003 года Фостиропулос основал группу органических солнечных элементов в Институте систем гетерогенных материалов в Центре Гельмгольца в Берлине (тогдашний институт Гана-Мейтнера ). Он получил более двух миллионов евро, в основном от федеральных министерств BMU и BMBF , в меньшей степени также от отдела солнечной энергии HMI на строительство и оснащение лабораторий для разработки технологий вакуумной подготовки для систем ультратонких органических слоев. С тех пор два министерства напрямую финансируют деятельность Organic Solar Cells Group, добавляя около 4 млн евро дополнительных проектных средств. С 2014 года Фостиропулос сосредоточился на гибридных перовскитных солнечных элементах, после чего его группа разработала промышленно значимый полностью вакуумный метод изготовления таких устройств.

Обучение и консультации

Университет Аристотеля в Салониках, «ΜΟΥΣAIΣ ΧΑΡΙΣΙ ΘΥΕ» (= «Жертвоприношение в музе и благодати»)

Фостиропулос преподавал в Гейдельбергском университете , Свободном университете Берлина , Потсдамском университете, а также в Университете Аристотеля в Салониках (AUTh) в области физической химии , физики мягкого вещества и органической фотовольтаики . В течение четырехлетнего периода с 2011 по 2014 год он три месяца в году посещал AUTh, где читал лекции в докторантуре. программа кафедры физики и сотрудничал со Стергиосом Логотетидисом и LTFN  - «Лаборатория тонкопленочных наносистем и нанометрологии» в области органических электронных материалов и устройств. Таким образом, у него была возможность близко прочувствовать финансовый кризис своей страны.

В рамках проекта ЕС ROleMak Fostiropoulos был консультантом Департамента физики AUTh.

Приглашенные доклады (с 2002 г.)

Гранты и награжденные проекты

В начале своей карьеры (1989–1993) Фостиропулос трижды получал стипендии от Общества Макса Планка за его фундаментальные исследования по синтезу фуллеренов и их характеристике.

После своего научного возвращения в физику в 2001 году он был награжден и координировал несколько национальных ( BMU , BMBF ), а также греко-германских двусторонних (GSRT, BMBF) и финансируемых ЕС проектов («GR-ELECT», « OrgaPVnet»). »,« SOHyb »,« OVPD ») с общим объемом сбора более восьми миллионов евро. Кроме того, он также участвовал в других международных проектах в качестве партнера.

(Для получения дополнительной информации нажмите «показать» в свернутой таблице ниже)

Международные мероприятия и членство

В рамках Координационного мероприятия ЕС "OrgaPVNet" он вместе с Андреасом Хиншем из Института Фраунгофера по системам солнечной энергии ISE представлял 20 немецких филиалов . Они были соорганизаторами «OrgaPVNet: национальный семинар немецких филиалов» 22–23 января 2007 г. в бывшем Hahn-Meitner-Institut в Берлине.

В 2012 году Фостиропулос и Чуньян Цзя, Университет электронных наук и технологий Китая , совместно организовали «Китайско-немецкий симпозиум по органическим фотоэлектрическим материалам и органическим солнечным элементам» в Чэнду , Сычуань , Китай .

С 2012 года Фостиропулос является членом Международного научного комитета ежегодного мероприятия NANOTEXNOLOGY, организованного Университетом Аристотеля в Салониках (координатор Стергиос Логотетидис ). Он проходит каждый июль в городе Салоники , Греция . После коронарного кризиса 2020 года Фостиропулос создал виртуальную платформу, которая расширила ежегодную NANOTEXNOLOGY своим виртуальным зеркальным отображением, отображающим каждый компонент (семинары, совместные мероприятия, стендовые сессии, выставки) живого мульти-мероприятия в Салониках. В рамках виртуальной части было доступно более 200 комнат для видеоконференцсвязи для малых и больших групп участников.

Редакционная

Г. Эккель и К. Фостиропулос (редакторы), "Институт коммуникаций со СМИ, подробные достижения - период 1993-1999 гг." (GMD 1999)

Рекомендации