21.04.2009

Interviu cu Titus Gherman, inventatorul unei noi tehnici spectroscopice

Cu ceva timp in urma am prezentat o nouă tehnică spectroscopică ce ajută la detecţia moleculelor ce sunt prezente in aer în concentraţii mici. Aici un interviu cu inventatorul acestei tehnici.


Categorie: Fizica
Autor: Cristian Presură



Cu ceva timp in urma am prezentat o nouă tehnică spectroscopică ce ajută la detecţia moleculelor ce sunt prezente in aer în concentraţii mici. Aici un interviu cu inventatorul acestei tehnici.

Reporter (Cristian Presură): Domnule Titus Gherman, ne puteţi prezenta pe scurt cariera dumneavoastră profesională de până acum?

Titus Gherman: Am avut un parcurs profesional destul de obişnuit până acum, absolvent al Universităţii Babes-Bolyai din Cluj-Napoca în anul 1997 secţia Fizică, un an mai târziu terminam masterul la aceeaşi Universitate. În 1998 am intrat prin concurs la Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie (INMH, actuala Administraţie Naţională de Meteorologie), unde timp de trei ani am lucrat ca şi meteorolog previzionist la Centrul Meteorologic Cluj. Anul 2001 avea să mă pună în faţa unei decizii majore pe plan profesional. După ce parcursesem toate concursurile interne pentru a obţine gradul de meteorolog previzionist, conducerea de la Bucureşti m-a remarcat şi mi-a propus să preiau conducerea unui nou serviciu la nivel naţional denumit "Nivologie şi Prognoza Avalanşelor", serviciu ce urmă a se înfiinţa la acea vreme în colaborare cu Meteo France. Din păcate condiţiile financiare oferite nu îmi permiteau să fac acest pas spre Bucureşti, fiind nevoit să refuz oferta şi tot din păcate acel serviciu nu a fost pus în practică nici în ziua de azi.

Pentru că totuşi simţeam că pot face mai mult, m-am decis să mă înscriu la un doctorat fără frecvenţă. Domnul profesor Simion Astilean cu care păstrasem legătura din facultate mi-a sugerat că un doctorat în străinătate ar fi posibil şi chiar mai indicat. După numai două luni am avut şansa să mă întâlnesc cu viitorii mei coordonatori de teză Alain Campargue şi Daniele Romanini care au venit la Cluj-Napoca la o şcoală de vară organizată de Universitatea Babes Bolyai. Astfel în toamna anului 2001, renunţam la scurta carieră de meteorolog şi mă reîntorceam la vechea pasiune din facultate, spectroscopia laser. A urmat aşadar între 2001-2004 teza de doctorat realizată în Laboratoire de Spectrometrie Physique al Universităţii Joseph-Fourier, teză finanţată de o bursă europeană Marie Curie. Aici am cunoscut cele mai mari satisfacţii profesionale, iar ca om pot spune că m-am născut din nou. A urmat apoi un an de post-doc CNRS (Centre Naţional de Recherche Scientifique) în Laboratoire de Génie Electrique de Toulouse al Universităţii Paul Sabatier şi încă doi ani 2005-2007 de post-doc Marie Curie la University College Cork din Irlanda. În prezent lucrez în colaborare cu fostul meu director de teză Daniele Romanini, cu care am demarat la Grenoble un start-up susţinut de Universitatea Joseph-Fourier, prin care încercăm să pre-industrializăm tehnicile de spectroscopie laser dezvoltate împreună în perioada tezei de doctorat.

Rep: Ne puteţi face o scurta istorie a tehnicilor spectroscopice avansate folosite de dumneavoastră?

TG: Primul pas substanţial a fost făcut oficial de O'Keefe şi Deacon în 1988, care au pus bazele a ceea ce numim astăzi Cavity Ring Down Spectroscopy (CRDS). Această tehnică spectroscopică foloseşte un laser cu colorant în regim pulsatoriu (pulsed dye laser). În 1995 Romanini şi Lehmann au demonstrat că se poate utiliza o sursă continuă laser (DL dioda laser), născându-se astfel CW-CRDS (CW- Continious Wave). Între 1999 şi 2001 Theodor W. Hänsch a observat că distanţa dintre două moduri spectrale ale unui tren de pulsuri laser în regim de moduri blocate (mode-locked) este egală şi se repetă cu o precizie de 1017. Aplicând acestă descoperire în metrologie, Hänsch a primit premiul Nobel în anul 2005.

Rep. Aţi putea detalia în ce constă premiera mondială în soluţia propusă de dumneavoastră?

TG: În 2002, în cadrul tezei mele de doctorat, eu şi profesorul Romanini am perfecţionat tehnicile deja prezente, pentru a injecta pentru prima dată un laser în regim pulsatoriu de moduri blocate într-o cavitate rezonantă de înaltă rezoluţie, ajustând lungimea cavităţii la lungimea cavităţii laser. S-a născut astfel o nouă tehnică, botezată de noi ML-CEAS (Mode-Locked Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), tehnică ce egalează performanţele CRDS şi în plus oferă avantajul multiplexării, adică poate măsura instant o plajă spectrală largă de până la câţiva nanometrii, ceea în CRDS este imposibil. Practic, apariţia noii tehnici spectroscopice a fost posibilă prin injectarea cu succes a unui laser în regim pulsatoriu de femtoseconde într-o cavitate optică de înaltă rezoluţie şi dispersarea luminii transmise de cavitate într-un spectrograf cuplat cu o cameră CCD liniară.

Rep: Cum a fost evoluţia ulterioară a tehnicilor de spectroscopie avansate pe care le-aţi menţionat mai devreme?

 TG: În 2003 Fidler şi Ruth au înlocuit costisitorul laser în regim pulsatoriu cu o simplă lampă incandescentă (short-arc Xe lamp) şi au obţinut IBBCEAS (Incoherent Broad Bând Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy). Chiar dacă rezultatele nu sunt comparabile în termeni de rezoluţie spectrală, pentru anumite aplicaţii această tehnică îşi găseşte foarte rapid utilitatea prin costurile relativ reduse şi prin plaja spectrală foarte largă de până la 100 -200 nm, limitată nu de sursă ci de oglinzile care formează cavitatea rezonantă. Între 2005-2007 am lucrat chiar în această echipă coordonată de Andy Ruth, perfecţionând această tehnică prin publicarea a trei noi lucrări în domeniul protecţiei mediului.

Rep. Care este stadiul actual al cercetărilor în acest domeniu? Există cineva care a preluat ideile dumneavoastră mai departe?

TG: Din păcate, după terminarea tezei de doctorat acest proiect s-a oprit. Prin plecarea mea şi prin lipsa de fonduri pentru a achiziţiona un laser Ti: Sa, grupul de la Grenoble s-a văzut nevoit să abandoneze pentru o perioadă acest proiect. Eu, atât la Toulouse cât şi la Cork, am lucrat cu tehnici apropiate însă puţin diferite de ML-CEAS. Pentru mine însă a fost o bună oportunitate să mă detaşez puţin şi să îmi lărgesc aria de cunoştinţe în domeniu prin colaborarea cu alte grupuri de cercetare.

Americanii de la Universitatea din Colorado prin grupul lui Jun Ye au preluat acestă tehnică şi au continuat cercetările în acest domeniu. Rezultatul efortului lor a culminat cu publicarea în 2006 a unui excelent articol folosind această tehnică în prestigioasa revista Science. Ca un fapt divers, articolul în care anunţam descoperirea acestei tehnici a fost refuzat în prima instanţă de o la fel de prestigioasă revista, Physical Reviews Letters, fapt ce nu i-a împiedicat pe toţi cei implicaţi în cercetarea din acest domeniu să recunoască noutatea şi utilitatea acestei descoperiri. De la revenirea mea la Grenoble am depus câteva proiecte de cercetare pentru a putea obţine fondurile necesare pentru achiziţionarea unui laser femtosecond şi a putea continua cercetările pe această direcţie.

Rep: Care sunt alte subiecte ale cercetării dumneavoastră?

TG: În ultima vreme m-am apropiat foarte mult de domeniul protecţiei mediului unde este o mare nevoie de tehnici care să poată monitoriza nivelul unor diferite molecule pe care le regăsim în atmosferă în cantităţi mai mult sau mai puţin dorite. De exemplu utilizând tehnica IBBCEAS împreună cu grupul de la Cork am reuşit să măsurăm NO3 la nivelul de ppt (părţi per trilion) iar NO2 la nivelul de ppb (părţi pe bilion), amândouă moleculele fiind poluanţi bine cunoscuţi în mediul urban. HONO, cu aplicaţii în înţelegerea proceselor de oxidare din troposferă, IO, OIO şi iodul I2 sunt de asemenea molecule implicate în procesul chimic al ozonului din troposferă. Pentru a măsura aceste molecule pe teren e nevoie de tehnici performante care să poată fi uşor transportabile şi foarte puţin sensibile la mediul înconjurător. IBBCEAS este una din tehnici care promite mult în acest domeniu.

În prezent lucrez la un aparat ce se bazează pe o tehnică şi mai nouă, dezvoltată în grupul de la Grenoble, denumită OF-CEAS (Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy). Fără însă să intru în detalii, aparatul poate fi montat într-o valiză, poate măsura instant cu o precizie de ordinul ppb monoxidul de carbon CO din suflul uman, pe toată durata inspiraţiei şi a expiraţiei (20-30 măsurători pe secundă), metanului CH4, amoniacului NH3 etc. cu toate aplicaţiile ce decurg de aici: industria petrolieră, domeniul medical, protecţia mediului (un exemplu ar fi monitorizarea nivelului de CH4 din vecinătatea unei gropi de gunoi). În domeniul medical i-am depăşit pe americanii din Colorado care publicau în această primăvară un articol unde pretindeau detecţia bolilor din simpla respiraţie fără a avea un studiu clinic elocvent. Chiar în acest moment avem în desfăşurare un studiu clinic în colaborare cu serviciul de pneumologie al unui cunoscut spital din Paris pentru a corela variaţiile de CH4 şi CO din respiraţia umană cu anumite boli. Acest proiect a fost selecţionat alături de alte 17 proiecte din diverse domenii, pentru a fi prezentat în faţa Senatului Franţei în cadrul manifestării "Tremplin Recherche". Cu această ocazie am fost felicitat personal de către domnul Christian Poncelet, Preşedintele Senatului Francez.

Rep: Aţi precizat că în prezent lucraţi la acest nou proiect în cadrul unui start-up. Puteţi să precizaţi pentru cititorii noştri cum se implică universităţile franceze în promovarea propriilor proiecte de cercetare?

TG: În ultimii ani mai multe universităţi din Franţa şi-au dezvoltat entităţi separate administrativ care se ocupă de promovarea proiectelor de cercetare din campusurile proprii. Rolul acestora este de a identifica, susţine şi promova proiecte viabile de cercetare din cadrul laboratoarelor de cercetare. Ca exemplu, Universitatea Joseph Fourier şi-a creat o astfel de entitate (din martie 2004) numită Floralis, cu 80% participare a Universităţii şi 20% fonduri private. În prezent Floralis monitorizează 1300 de cercetători din 110 laboratoare ataşate UJF, împărţite în 9 domenii de cercetare diferite. Până în prezent au fost înregistrate 100 de brevete de cercetare pentru protejarea proprietăţii intelectuale, 35 de proiecte de valorificare a cercetării finalizate cu un transfer de tehnologie către industrie, participarea la crearea a 10 întreprinderi, demararea a 3 start-up-uri. Floralis finanţează şi acompaniază cercetătorul de la înregistrarea brevetului, până la crearea unei întreprinderi total independente dacă este cazul, finalitatea unui proiect fiind diferită de la caz la caz.

Rep: În final, o întrebare care apare destul de des pentru românii plecaţi la cercetare în străinătate. Aveţi colaborări de cercetare cu grupuri din România? V-ar interesa re-întoarcerea în ţară  într-un astfel de grup? În ce condiţii?

TG: În prezent nu colaborez cu nici un grup românesc dar sunt deschis la orice propunere de colaborare. Pentru moment nu iau în considerare o revenire în România.

P.S.: Între timp, dr. Titus German a primit finantarea pentru un system Ti :Sa (laser mode-locked) pentru a continua proiectul initial.

 

[www.stiinta.info]   Sursa originală: www.stiinta.info

Comentarii

Adauga un comentariu

Adauga un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Introdu codul:
Numele dumneavoastra:
Comentariu. Atentie, salveaza textul inainte de a-l trimite, ca o precautiune... Poti selecta tot comentariul cu CTRL-A si copia cu CTRL-C:
 
  • February 16, 2010, 10:46 am - Irinel Grigore

    Din pacate cei care pleaca din tara catre "locuri mai calde" ignora faptul ca noi, muritorii de rand ramasi in tara, facem pe bani muuult mai putini ceea ce ei au refuzat la un moment dat.
    Daca pe dl. Titus l-ar fi interesat asa de mult nivologia si era pasionat de cercetare in acest domeniu ar fi ramas in tara ca dsoara. Maria Motoiu, dsoara. Milian Narcisa, etc.
    Poate ca oportunitati s-au ivit si pentru altii dar au pus mai presus pasiunea si dorinta de a pune la punct aceasta noua activitate in Romania.
    Iata o dovada in plus ca aspectul financiar tine loc de pasiune. Iar cand reusim sa castigam suficient, ii privim de sus pe ceilalti sau le ignoram munca!
    Frumos domnule Titus!
    Meteorolog si "nivolog" la Statia Meteo Sinaia.


  • February 14, 2010, 10:57 pm - narcisa

    Titus, in primul rand felicitari pentru rezultatele obtinute de cand ai plecat din Romania, in special cele din domeniul spectroscopiei.

    Cat priveste subiectul nivologiei, sunt uimita de cele ce am citit!! Sincer ... si un pic deranjata.

    Prima prezentare a activitatii de nivologie in cadrul ANM a avut loc in aprilie 1997, de doi meteorologi din Bulgaria, scoliti la Centre d’Etudes de la Neige (CEN) de la de Météo-France.
    Trei ani mai tarziu s-au derulat primele contacte oficiale dintre Meteo France si ANM pentru nivologie, incepand din luna octombrie 2000.
    In perioada 21-28 ianuarie 2001 dnii Claude Sergent si Gilbert Guyomarc’h de la CEN au sustinut un prim stagiu de initiere in nivologie in Romania, derulat la sediul ANM si la Predeal, dna Otilia Diaconu fiind responsabila din partea ANM de derularea acestui stagiu (la care am participat impreuna). Proiectul de nivologie a continuat sub conducerea dsoarei Adriana Sima, care exact in acea perioada se afla deja la pregatire, la CEN Grenoble.
    In perioada 2002-2003 s-au mai facut "tatonari" legate de nivologie, prin intalniri cu salvamontistii (februarie 2003, la Balea-Lac), dar proiectul a fost reluat abia in februarie 2004 de dl Ion Poiana, directorul de atunci al ANM. De la acea data nivologia se deruleaza operativ, cu emiterea de buletine nivologice zilnice pentru masivele Bucegi si Fagaras (din ianuarie 2005).
    Timp de patru ani, intre 2004 si 2007 s-au facut anual stagii de pregatire la sediul CEN din Grenoble, la care au participat meteorologi din cadrul ANM si de la Serviciul Regional de Prognoza a Vremii din Sibiu.
    Activitatea a fost pusa efectiv pe roate de dsoara Maria Motoiu cu multa pasiune, abnegatie si jertfa, Maria decedand intr-un tragic accident de masina in 17 decembrie 2006, cand se intorcea de la Piatra Arsa, unde predase notiuni de nivologie.
    Din ianuarie 2007 activitatea operativa de nivologie s-a mutat la Sibiu.

    Nu ar strica mai multa informatie si ... decenta in cele ce declari vis-a-vis de activitatea de nivologie, Titus! Cel putin din respect pentru jertfa Mariei si pentru munca depusa de ani de zile, in conditii deseori vitrege, de colegii de la statiile de munte (Varful Omu, Sinaia, Predeal, Balea-Lac si Postavaru), precum si a celor de la ANM si Sibiu.

    Narcisa Milian, meteorolog previzionist la SRPV Sibiu; si "nivolog" ... cam din 1997 ...