Становище от доц д-р Стефан Георгиев Манев член на научно жури за защита на дисертационния труд на доц д-р Георги Цветанов Цветков на



Дата05.12.2018
Размер155.8 Kb.
#107075


СТАНОВИЩЕ

от доц. д-р Стефан Георгиев Манев

член на научно жури за защита на дисертационния труд

на доц. д-р Георги Цветанов Цветков

на тема: “Фотоемисионни и рентгено-абсорбционни спектроскопски и микроскопски изследвания на свръхтънки молекулни филми и полимерни микроконтейнери”

за придобиване на научна степен “Доктор на науките”

Професионално направление – 4.2. Химически науки (Неорганична химия)



Общи бележки

Процедурата за придобиване на научна степен „Доктор на науките” от доц. д-р Георги Цветанов Цветков е разкрита на основание чл. 4 от ЗРАСРБ, Правилника за развитие на академичния състав в СУ « Св.Кл.Охридски» и протокол №16/23.06.2017 г. Съставът на научното жури е назначен със заповед на Ректора на СУ-№ РД 38-403/26.06.2017г.

Цитираните закони, правилници и заповеди са основание да се приеме, че стартирането на процедурата е проведено в съответствие със законовите разпоредби.
Област на изследване

Доц. д-р Георги Цветков е завършил висше образование през 1996 г. в СУ “Св.Климент Охридски” – Химически факултет, като магистър по химия със специализация "Чисти и особено чисти вещества и материали на тяхната основа" Защитава кандидатска дисертация през 2000 г. на тема "Влияние на механохимичните ефекти върху фазовите превръщания в системите La2O3-SiO2 и Y2O3-SiO2. Специализирал е в: Карл-Франценс Университет Грац, Институт по експериментална физика, Австрия; Фридрих-Александър Университет Ерланген-Нюрнберг, Катедра по физикохимия, Германия; Пол Шерер Институт, Вилиген, Швейцaрия, както е участвал и в работни посещения в синхротронните лаборатории BESSY II (Берлин), ESRF (Гренобъл) и ELETTRA (Триест).

Основните научни интереси на доц. д-р Георги Цветков са насочени в няколко научни области: Адсорбция и реакции върху твърди повърхности; Високo вакуумни методи за повърхностен анализ; Синхротронно-базирани техники за анализ; Сканираща трансмисионна рентгенова микроскопия (STXM); Химия и физика на твърдото тяло; Синтез на съвременни функционални материали. Интересите претърпяват промени и развитие с времето. Тези научни области намират отражение в представената дисертация.

Може да се направи заключението, че научните интереси на доц. Г.Цветков са в съвременни научни области.

Анализ на дисертационния труд

Дисертационният труд е написан на английски език. Той съдържа 224 компютърни страници. Илюстриран е с 9 таблици и 125 фигури. Литературната справка обхваща 270 източника, от които по-голямата част са публикувани последните години и отразяват развитието на областта на изследване и използваните за изследване методи. Публикации от български автори не са представени, тъй като темата на дисертацията, не се развива от други изследователи у нас.


Увод

Дисертационният труд започва с описание на използваните съкращения и символи. Това улеснява запознаването с текста, тъй като характерът на изследването налага използването в текста на голям брой методи, техни елементи и обекти на изследване с дълги наименования.

Уводът обхваща 7 стр., в които е разгледано накратко значението на нано- и микросъстоянията на веществата в съвременната наука и развитието на технологиите. Разгледано е развитието и възможностите на методите за характеризиране на тези състояния, изследване на физичните характеристики и химични свойства на нано и микро материалите. Особенно внимание е обърнато на използването на сканиращата транмисионна рентгенова микроскопия.

Показано е, че в настоящата дисертация са използвани различни методи, в зависимост от изследваните системи и харатеристиките, които се изследват.

В тази част са поставени целите, на изследването:


  • In-situ изследвания на процеси, протичащи на фазовите граници
    аминокиселина/кондензирана вода и полимерна мембрана/вода за решаването на
    фундаментални и приложни проблеми;

  • Разработване и усъвършенстване на микроскопски подходи в търсене на нова информация за връзката структура-свойства на съвременни функционални
    материали;

  • Оценка за въздействието на използваното при анализите рентгеново лъчение върху състава и структурата на образците.

В тази част са представени и конкретните обекти на изследването. Това се наноразмерни филми от аминокиселини (глицин и фенилглицин), кондензирана вода, и микро мехурчета на основата на поливинилов алкохол във водна среда. Изследваните системи са представени схематично, което дава възможност за получаване на нагледна представа за обектите на изследване и подпомага следващото запознаване с изследванията и получените резултати.

преведени са примери за значението на подобни изследвания в различни области на науката и практиката. Могат да се споменат астрохимията, нанотехнологиите, атмосферната химия, криомикроскопията/томографията, пробиотичната химия, контролирания пренос на лекарства, медицинската диагностика, технологията на храните, катализата и козметиката, както и като контейнери за пространствено ограничени химични реакции.

В края на увода е направен кратък преглед на структурирането на дисертацията и периода и местата на провеждане на изследванията. Разликата в свойствата на изследваните системи и методите за изследването им е наложило разделянето на дисертационния труд на две части, които са свързани помежду си.


От увода може да се направи заключението, че:

  • Темата на дисертацията е актуална и много интересна;

  • Използвани са съвременни методи на изследване, някои от които са конструирани с участието на кандидата;

  • Получените резултати могат да се използват в различни области на съвремената наука и практика.


І. Взаимодействия в наноразмерни филми от аминокиселини и ASW

Частта започва с подробна литературна справка за водата: фази, свойства на водата в твърдо състояние свързани с адсорбиция и десорбция, големината на кристалите, взаимодействие с различни частици и лъчения при екстремни условия (температура и налягане). Обърнато е специално внимание и на аморфната твърда вода. Разгледано е взаимодействието на водата с различни подложки, като е обърнато внимание на оксидите.

Главата продължава с взаимодействието на водни частици с различни молекули и молекулни фрагменти открити в междузвездното пространство. Показани са интересни резултати, които са основа на следващите изследвания на кандидата. Ясно е показана важността на тези изследвания свързани с изучаването на процесите протичащи в космоса.

Общата част на тази глава завършва с описание характеристиките на подложките използвани в изследването: NiAl, NiAl(110), AlOx върху NiAl(110) повърхност.

Експерименталната част започва с описание на апаратурата и методите на изследване. В хода на изследнанията са използвани методите TPD, UPS, XPS TPD, LEED, UPS, AES NEXAFS и Δφ измервания. В зависимост от изследваната система е използвана различна комбинация от методи. Получени са данни за характера на адсорбцията и слоевете, взаимодействията между наноразмерните филми, промените в изследваните вещества. Изследванията са проведени при вариране на покритията, температурата, последователността на адсорбция.

В тази част са проведени изследвания на:



  1. Адсорбция на H2O върху повърхности от AlOx/NiAl(110).

Представените в този раздел резултати са свръзани с нови данни
за взаимодействието на водните молекули с кислородно-терминирани оксидни
повърхности, както и оценяването на повърхностните свойства на AlOХ/NiAl(110)
слой, като подложка за изучаване на взаимодействията между аминокиселини и
кондензирана вода. Получените резултати показват, че при адсорбцията на малки количества вода H2O молекулите са изолирани върху повърхността на подложката, с увеличаване на покритието се формират водни агрегати, които при >4 L приминават в 3D полимолекулни слоеве от ASW; при температури ~100 K адсорбцията на H2O върху AlOx/NiAl(110) е недисоциативна, което позволява оксидният филм да се използва като подложка за по-нататъшните изследвания на взаимодействията между вода и аминокиселини.

  1. Адсорбция на Gly върху повърхности от NiAl(110).

В този раздел се изследва поведението на аминокиселини и пептиди върху по-сложни повърхности, предоставящи два и повече адсорбционни центъра. Това е първото изследване на адсорбция и десорбция на аминокиселина върху повърхност на сплави. Установено е, че: формата на Gly молекули в монослоя е преобладаващо цвитерйонна; в началото на адсорбционния процес адсорбцията е предимно дисоциативна; Определени са продуктите на термична дисоциация и взаимодействието им с повърхността на NiAl(110) при различни температури.

  1. Адсорбция на Gly и PheGly върху повърхност от AlOx/NiAl(110).

Представените в този раздел резултати са свръзани с установяване механизмите на
адсорбция и десорбция на Gly и PheGly върху повърхности от AlOx/NiAl(110), както и да се получи информация за химичното състояние на молекулите в адсорбираните моно- и полимолекулни слоеве. Определени са адсорбционните форми при различни покрития и температури. Наблюдаван е нежелан ефект на промяна в химическата структура на
органичните молекули при продължително облъчване с рентгенова радиация по време
на стандартни XPS измервания. Не е наблюдавана значима разлика между адсорбцията на Gly и PheGly.

  1. Взаимодействия в наноразмерни филми от Gly и ASW (ΘASW≤50 ML).

Изследвани са влиянието на Gly върху термичната стабилност на слоевете ASW, влиянието на ASW върху химическата структура на аминокиселинните молекули и морфорлогията на слоевете Gly@ASW, ASW@Gly и Gly+ASW. Получените резултати са позволили да се предложат модели на морфологията на Gly@ASW, ASW@Gly и Gly+ASW слоевете, както и механизмите на адсорбция и десорбция при различни условия.

  1. Взаимодействия в наноразмерни филми от Gly и ASW (ΘASW=100 ML).

В този раздел са проведени изследвания, на взаимодействията в по-сложни
слоести структури от Gly и ASW, адсорбирани върху AlOx/NiAl(110) при 100 K. Основна техника за изследване на химичната структура на тези филми е синхротронно-базираната NEXAFS спектроскопия. Получените данни показват разлика в поведението на изследваните системи в раздел 4. Установени са радиационно-предизвикани промени в структурата на нанослоевете при продължително облъчване по време на NEXAFS и XPS измервания.

  1. Взаимодействия в наноразмерни филми от PheGly и ASW (ΘASW≤50 ML).

В последния раздел на първата част на дисертацията е изследвано как заместването на водорода в молекулата на Gly с фенилова група оказва влияние върху установените в раздел 4. и 5. взаимодействия в системата аминокиселина-ASW. Установено е, че замяната на водородния атом в глициновата молекула с фенилова група не оказва съществено
влияние върху взаимодействията между слоевете от аминокиселина и ASW. Единствената установена разлика между нанослоевете от Gly-ASW и PheGlyASW е в термичното поведение на аминокиселинните слоеве.

Статиите в тази част на дисертацията са публикувани в специализирани и реферирани списания, както и в списания с импакт фактор. Могат да се споменат: Surface Science, Chemical Physics Letters, Langmuir, ChemPhysChem, Journal of Chemical Physics, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, Radiation Physics and Chemistry. Публикуването на резултатите в тези списания е указание за тяхната актуалност и качество.



В заключение може да се обобщи, че във втората част са получени оригинални и интересни резултати свързани с взаимодействия в наноразмерни филми от аминокиселини, метали, метални оксиди и ASW. В резултат на получените данни са предложени механизми и модели описващи състоянието на изследваните системи. Получените данни са значителни по обем и описват достътъчно пълно изследваните системи. Използвани е богат набор от методи. Изследванията са проведени при вариране на условията. Резултатите и объждането им не будят съмнение.
II. STXM микроскопия и μ-спектроскопия на полимерни микроконтейнери

Тази част започва с описание на използваната апаратура и експериментални техники. Вниманието е насочено основно към синхотронно-базираната сканираща трансмисионна рентгенова микроскопия/микроспектроскопия (STXM). Подробно са описани принципа на действие, конкретната апаратура, с която са проведени изследванията, както и условията на провеждане на експериментите. В съответните глави подробно са описани системите, изследванията и получените резултати. В този случай са използвани реални обекти с потенциал за биомедицински приложения.

Изследвани са:

1. STXM микроскопия и µ-спектроскопия на PVA-базирани микромехурчета (MB) и микрокапсули (MC).

Представените в този раздел in-situ STXM изследвания върху състава и микроструктурата на PVA-базирани МВ оценяват възможностите и развитие на метода за получаването на качествена и количествена информация за състоянието на полимерните мембрани във водна среда: изображения на MB и МС, откриване на повредени МВ, прецизно проучване на стабилността на МВ във водна суспензия, анализ на дебелината на мембраните на MB и МС. Разработена е и математическа процедура за количествен анализ на полимерните мембрани. получените физични параметри за MB при използване на математическия модел се отличават с точност, непостигана до този момент от друга аналитична техника.



2. Ефекти от ретгеновата радиация върху PVA-базирани МВ във водна среда.

Представените в този раздел резултати са свръзани с получаването на детайлна информация за структурните и химическите промени на MB под влияние на меките рентгенови лъчи при условия на стандартен STXM анализ. Изследвани са измененията на PVA-базираните мембрани на MB като функция от времето на облъчване. Предложен е механизъм на разрушаване на полимерните мембрани под въздействие на меките рентгенови лъчи. Получените резултати ще подпомогнат интерпретацията на бъдещи STXM и други рентгено-аналитични данни за PVA и PVA-базирани полимерни материали.



  1. Изследване на лиофилизирани PVA-базирани МВ.

В този раздел е изследвана възможността за подобряване на стабилността на PVA-базирани МВ при продължително съхранение чрез лиофилизация на полимерните микрочастици до праховидна форма. С помощта на STXM микроскопия и µ-спектроскопия са проследени промените в микросктруктурата и химичния състав на новополучените MB в твърдо състояние и след следваща рехидратация за възстановяването им. Установено е, че процесите на лиофилизация и последваща рехидратация водят до възстановяване на първоначалната структура на MB. При това лиофилизацията не влияе върху химическия състав на MB. Наблюдавана е тенденция за агрегиране на рехидратираните MB. От получените данни е трудно да бъде посочен механизма на възстановяване на газовата сърцевина на микромехурчетата по време на процеса на рехидратация, което налага допълнителни изследвания

  1. Изследване на термочувствителни микрокапсули от типа ядро-обвивка.

В този раздел STXM микроскопията и µ-спектроскопията са използвани за in-situ
проследяване на промените в микросктуктурата и химичния състав на микрокапсули Micronal® при различни температури. Получени са нови микроскопски и спектроскопски данни за поведението на материала при фазовите му превръщания. Намерено е,че промените във фазовия състав на парафиновото ядро могат еднозначно да бъдат картографирани посредством STXM. Демонстрирана е възможността за използване на рентгеновото лъчение като “скалпел”, който е в състояние да разреже полимерната мембрана, освобождавайки съдържанието на микрокапсулите за последващ химически анализ.

Статиите в тази част на дисертацията са публикувани в специализирани и реферирани списания с импакт фактор. Могат да се споменат: Soft


Matter, Micron, Scripta Materialia, Review of Scientific Instruments, Langmuir, Physical Chemistry Chemical Physics, Acta Physica Polonica, Materials Science and Engineering, ChemPhysChem, Radiation Physics and Chemistry. Публикуването на резултатите в тези списания е указание за тяхната актуалност и качество.

Доц. Цветков е съавтор и на главата Novel Characterization Techniques of Microballoons, от книгата: Ultrasound contrast agents: Targeting and process ingmethods for theranostics, в която са представени част от материалите в дисертацията.



В заключение може да се обобщи, че във втората част са получени оригинални и интересни резултати свързани с полимерни микроконтейнери. Важен резултат от втората част на дисертацията е, че е показана приложимостта на метода при изучаване на други микрокапсули. Така освен конкретните данни за изследваните системи, работата има и методичен характер – разкрива възможностите на метода при изследване на други материали от подобен тип..
Приноси

В края на дисертацията са обобщени приносите. Те са разделени на три части:



  1. приноси свързани с изучаване на процесите протичащи на фазовата граница аминокиселина-кондензирана вода:

    • Установени са механизмите на адсорбция от мономерни частици до 3D слоеве от аморфна твърда вода върху добре дефинирана повърхност от AlOx, епитаксиално израснал върху монокристал от NiAl(110).

    • За първи път е представен модел на взаимодействие между глицинови и фенилглицинови молекули с повърхност от AlOx/NiAl(110) в моно- и мултислоен режим на адсорбция.

    • Изяснено е влиянието на глициновите и фенилглициновите молекули върху структурата и десорбционните характеристики на кондензирани върху инертна подложка слоеве от аморфна твърда вода.

    • Установена е молекулната форма на аминокиселините в кондензирани по различен начин нанослоеве от глицин/фенилглицин и вода.

    • Получена е експериментална информация за механизмите на разлагане на глицинови молекули в свръхтънки филми и в присъствието на слоеве от аморфна твърда вода при облъчване с мека рентгенова радиация.

  2. изучаване възможностите за прилагане на синхротронно-базираната сканирища трансмисионна рентгенова микроскопия като нова аналитична техника за изследване на връзката структура-свойства на функционални материали.

    • Успешно е приложена синхротронно-базираната сканирища трансмисионна рентгенова микроскопия като нов аналитичен метод за in-situ охарактеризиране на микромехурчета на основата на поливинилов алкохол във водна среда.

    • Разработена е математическа процедура за количествен анализ на мембраните на PVA-базирани микромехурчета, посредством фитване на експериментално получени рентгено-трансмисионни радиални профили. Така получените физични параметри се отличават с точност, непостигана до този момент от друга аналитична техника.

    • Представен е количествен анализ на процеса на разрушаване на полимерната мембрана на PVA-базирани микромехурчета при облъчване с мека рентгенова радиация във водна среда при енергии на лъчението в близост до въглеродния и кислородния K-ръб на абсорбция.

    • Демонстрирани са възможностите на сканиращата трансмисионна рентгенова микроскопия за проследяване на промените в електронната структура и фазовите трансформации на активната зона в термочувствителни микрокапсули от типа ядро-обвивка.

  3. допълнителни експериментални проучвания, чиито приноси са:

    • За първи път са представени експериментални данни за взаимодействията между глицинови молекули с повърхност на сплав (NiAl(110)) в условия на свръхвисок вакуум.

    • Получен е нов материал с потенциал за биомедицински приложения - лиофилизирани поливинил-алкохолни микромехурчета в твърдо състояние, способни на рехидратация и възстановяване на първоначалната структура.

Така дефинираните приноси съдържат в себе си както действителните приноси на дисертацията така и елементи на получените резултати. Струва ми се, че най-интересни са приносите посочени в точка 3.
Общо мнение и критични бележки

Нямам съществени критични бележки към научната тематика и продукция на кандидата. Считам, че проведените изследвания са на високо съвременно научно ниво, актуални са и допринасят за създаване на реална картина на процеси протичащи в междузвездното пространство и нано материали, намиращи все по-често приложение в различни области на науката и практиката

Струва ми се, че работата би спечелила, ако след всяка част беше направено обобщение на резултатите и интерпретирането им.

В текста е споменато, но не става ясно личното участие на автора в създаването или усъвършенстването на използваните техники. Моля за известно изясняване на този въпрос.

Бих желал да чуя мнението на автора за възможностите за развиване на тематиката у нас или възможностите за продължаването и с участие на български изследователи в чужбина.
Приноси

Приносите в представената работа могат да се определят като научно-изследователски с приложна насоченост. Според мене те отговарят по количество и качество на изискванията за получаване на научната степен “Доктор на науките” в професионално направление Химически науки (Неорганична химия).


Публикации и отражение в литературата.

резултатите от изследванията са представени в 27 работи, по-голямата част от които са пубикувани в реномирани списания, реферирани и с импакт фактор. В литературата се намерени над 190 цитата на работите от дисертацията, като не са включени самоцитати от всички съавтори. В 22 от пубикациите доц. Г. Цветков е първи автор, а в 2 втори автор. Това е указание за водещото му участието в тези публикации. Освен това с материали от изследванията е участвано в 10 международни конференции в САЩ, Германия, Италия, Швейцария и Чехия, като в 7 доц. Цветков е първи автор.

Публикациите в настоящият труд не дублират публикациите и материалите от докторската дисертация.



Може да се заключи, че количествените и качествени показатели на научната продукция на доц. Цветков са в пълно съответствие с препоръките на Химическия и фармацевтичен факултет на СУ „Св.Кл.Охридски” за придобиване на научна степен “Доктор на науките”.
Лични контакти

Познавам сравнително бегло кандидата. Впечатленията ми от него са, че е работоспособен и прецизен изследовател.


Заключение

Общата научна продукция на кандидата е значителна. Освен това представените материали са значителни по обем, използвани са съвременни методи на изследване, а получените резултати са с висока научна и приложна стойност.



Казаното до тук ми позволява да заключа, че доц. д-р Георги Цветков отговаря напълно на изискванията за придобиване на научна степен “Доктор на науките”, определени в Закона за развитие на академичния състав и вътрешните правила на Химическия и фармацевтичен факултет на СУ „Св.Кл.Охридски”. Ще гласувам убедено за присъждане на доц. д-р Георги Цветанов Цветков на научна степен “Доктор на науките” в професионално направление Химически науки (Неорганична химия)
Дата: 28.08.2017 г

Член на журито:


/ доц. д-р Стефан Манев/


Каталог: index.php -> bul -> content -> download
download -> Литература на народите на Европа, Азия, Африка, Америка и Австралия
download -> Дипломна работа за придобиване на образователно-квалификационна степен " "
download -> Рентгенографски и други изследвания на полиестери, техни смеси и желатин’’ за получаване на научната степен „Доктор на науките”
download -> Св. Климент Охридски
download -> Акад. Илчо иванов димитров (1931 – 2002) фонд 20 опис 1
download -> Азбучен списък на преподавателите
download -> Климент охридски” университетски архив
download -> График за провеждане на семтемврийската (поправителна) изпитна сесия на магистърска програма „политическа социология учебна 2014/2015 г. Поправителна сесия от 24 август до 11 септември 2015 г
download -> Обявява прием на студенти


Сподели с приятели:




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница