Професионални данни за кандидата

Р Е Ц Е Н З И Я от доц. д-р Рени Стоилова Йорданова, Институт по обща и неорганична химия, БАН член на научното жури за провеждане на конкурс за професор по професионално направление 4.2 Химически науки (физикохимия), обявен в ДВ бр. 38 от 26.05. 2015 год. В обявения конкурс за професор по професионално направление 4.2 Химически науки (физикохимия) към СУ Св. Климент Охридски е подал документи един кандидат доц. д-р Стоян Иванов Гуцов от Факултета по химия и фармация към СУ, катедра Физикохимия. Професионални данни за кандидата Доц. д-р Стоян Гуцов е завършил висшето си образование във Висшия химикотехнологически институт (ВХТИ), София по специалността Химични технологии и материали за електрониката и електронните елементи през 1989 г. и през следващата година (1990 г.) започва научноизследователска работа като аспирант в ХФ на СУ. През 1996 год. получава образователната и научна степен Доктор (тогава кандидат на химическите науки). От 1995 год. заема последователно длъжностите химик, асистент, старши асистент и главен асистент в Химическия факултет на СУ. През 2005 год. се хабилитира и става доцент в катедра Физикохимия при Факултета по химия и фармация в СУ, където работи и сега. Специализирал е многократно в чужбина: в техническите университети във Виена, Кьолн, Вюрцбург и Берлин. Бил е гост-професор в Техническия университет в гр. Мюнстер и в Техническия университет в гр. Брауншвайг. Понастоящем доц. д-р Гуцов чете лекции по физикохимия - I и II част на студенти от специалностите Химия и физика, Ядрена химия, Инженерна химия и съвременни материали, Екохимия хорариум:45/0/45. Провежда лекционен курс по Керамични материали на студенти от специалността Функционални материали с хорариум: 30/0/15. Чете лекции по Физикохимия I част на студенти от специалността Химия - задочно обучение с хорариум: 25/0/30. В периода 2007-20011 е водил лекции по Физикохимия II част на студенти от специалността Химия - задочно обучение с хорариум 25/0/30. В периода 2006-2007 г. е водил курс по Keramische materialien за студенти и докторанти в Техническия университет в гр. Брауншвайг с хорариум 30/0/15. Разработил е електронни лекционни курсове физикохимия - I и II част, Керамични материали и Химична термодинамика. Доц. д-р Стоян Гуцов е бил научен ръководител на двама успешно защитили докторанти и четирима успешно защитили дипломанти. От 2005 до 2012 год. е 1

бил ръководител на УНАЛ Физикохимия на твърдото тяло, а от 2012 год. е ръководител на УНАЛ Функционални колоиди и повърхности. Кандидатът е член на Хумболтовия съюз в България и член на International Sol-Gel Society. Той е рецензент в редица международни списания на Springer, Elsevier, RSC и др. Доц. Гуцов е бил ръководител на четири проекта финансирани от български източници, един проект с Технически университет, гр. Брауншвайг и е участвал в изпълнението на проекти по шеста и седма рамкова програма. Общо описание на представените материали по конкурса Доц. д-р Стоян Гуцов представя обща научна продукция от 47 публикации, 1 патент, 1 иновативна разработка с общ импакт фактор - 37. Научните трудове с които той участва в конкурса за професор, които не са включвани при защитата на докторската дисертация и хабилитирането за доцент могат да бъдат групирани по следния начин: 27 научни публикации: публикации в чужди научни списания 21 бр. от които една в сборник с материали от научно мероприятие и глава от книга Glass ; публикации в български списания 6 бр. - от които една в материали от научна конференция; хабилитационен труд 1 бр. иновативна разработка 1 бр. доклади (устни и постерни) на научни мероприятия 21 бр. Статиите са публикувани в реномирани международни научни списания с импакт фактор като: Physсal Chemistry Chemical Physics, Ceramics International, Optical materials, Journal of Non-Crystalline Solids, Journal of Sol-Gel Science and Technology и др., Общият импакт фактор на публикациите в специализираните списания е 19. Броят на публикациите, свързани с разработването на хабилитационния труд е 19. 4 бр. от публикациите са под печат. В 10 от статите доц. Гуцов е на водещото първо място. Резултатите от изследванията на кандидата са предизвикали сериозен интерес от страна на специалисти в чужбина и у нас. Върху публикациите са забелязани 221 цитирания. От представените документи и справки се вижда, че в обявения конкурс доц. д-р Стоян Гуцов участва с актив, който напълно отговаря на критериите и наукометричните показатели за заемане на академичната длъжност професор според Закона за развитието на академичния състав в Република България (ЗРАСРБ), Правилника за приложението му и препоръчителни критерии за придобиване на научни степени и академични длъжности в Химическия факултет на СУ. 2

Оценка за учебната дейност на кандидата и ролята му за обучение на млади научни кадри Доц. д-р Стоян Гуцов започва своята учебно-преподавателска дейност през 2004 година. Учебната натовареност на кандидата възлиза на 145 часа годишно. Изнасял е лекции и в чуждестранни университети, научни центрове и фирмени лаборатории. Бил е ръководител на четирима дипломанти и двама докторанти. Така че приносът на кандидата в обучението на млади научни кадри е безспорен. Анализ на научноизследователската дейност на кандидата Изследванията се отнасят към една от бързо развиващите се области на съвременното материалознание - целенасочен синтез на оптични материали с потенциално практическо приложение като източници на светлина, оптични сензори и преобразуватели на ултравиолетова светлина във видима. В основата на изследванията е установяване на взаимовръзките между методa на синтез, структурните и оптични свойства на получените материали. Съществена част от тях е насочена към експерименталното определяне на локалната симетрия на лантанидните йони, базирайки се на факта, че преходите между енергийните нива на f-елементите са чувствителни към симетрията на обкръжението и стоят в основата на емпиричните зависимости: оптични спектри-локална структура. Преобладаващата част от изследванията са насочени към дизайна, физикохимично охарактеризиране и спектралните свойства на функционални оптични материали на базата SiO 2 и ZrO 2 дотирани с лантанидни йони и техните комплекси. Тази научна тематика е представена в хабилитационния труд на кандидата, в който са описани: 1. Температурна зависимост на оптичните свойства на дотирани с лантанидни йони монокристали от ZrO 2 ; 2. Зол-гелен синтез, оптични свойства и структура на нови силициево диоксидни композити, дотирани с Eu 3+, Ho 3+, Tb 3+, Sm 3+ ; 3. Функционални оптични материали на базата на ZrO 2, SiO 2 и ZrO 2 -SiO 2 съдържащи комплекси на европий с кумарини и фенатролинови производни; 4. Получаване и свойства на аерогелни материали; Ще разгледам някои от по-съществените изследвания, които според мен характеризират достатъчно точно научните постижения на доц. Гуцов. За първи път е определена температурната зависимост на оптичните характеристики (интензитет, полуширина и максимум на абсорбционните преходи) на лантанидния йон дотиран в монокристали от стабилизиран с Y, ZrO 2 (Zr 0.78 Y 0.21 Ho 0.009 O 1.9, Zr 0.78 Y 0.18 Ho 0.04 O 1.89, Zr 0.78 Y 0.18 Sm 0.04 O 1.89 ). Повишаването на температурата до 1289 К води до отместване на абсорбционния ръб към по-ниските енергии и нарастване на интензитета на спектрите, поради повишаване на абсорбцията на най-силните f-f преходи. Предложена е хипотеза, обясняваща влиянието на температурата върху 4f-4f преходите на активния йон. Установено е, че омега параметрите не се повлияват съществено от температурата. 3

Изчислени са и ефективните вибрационни честоти на съответните електронни преходи [A23, A30]. Чрез така наречената кисела и основна зол-гелна методика са получени нови аморфни материали на основата на SiO 2 дотирани с йони на Sm 3+, Eu 3+, Ho 3+, Tb 3+, характеризиращи се с висока прозрачност и много добра възпроизводимост. Описани са количествено спектрите на отражение, луминесценция, преноса на енергетичен заряд и е установена линейна зависимост на абсорбцията на някои от f-f преходите от концентрацията на Sm 3+ йони. Проследени са физичните и химични процеси в дотираните със Sm 3+ силициево диоксидни ксерогели както и промяната в локалната симетрия на активния йон в зависимост от температурата и рн на гелиране. Установена е зависимост, която позволява от интензитета на f-f преходите да се изчисли скоростта на уплътняване на ксерогелите с времето. Оптичните характеристики на получените дотирани гели са една предпоставка те да намерят приложение като филтри за ултравиолетовата област от спектъра [A21, A29, A32, A37, A39]. Синтезирани са органично-неорганични хибридни оптични материали на основата на SiO 2, ZrO 2 и SiO - ZrO 2 с висока химична чистота, контролирано съдържание на вода и отлични оптични свойства: i) Разработен е зол-гелен метод за възпроизводимо получаване на прозрачни монолитни силициево оксидни гели дотирани със Sm 3+ и органични съединения (кумарини), с цел силната абсорбция на органичната молекула да се комбинира с луминесцентните свойства на неорганичните йони. Спектралните характеристики на образците в ултравиолетовата и видима част от спектъра са обяснени с електроните преходи характерни за органичните молекули, f-f преходите на редкоземните йони, както и преноса на заряд от O 2- Sm 3+ и O 2- Si 4+. Промяната в интензитета на оцветяването на дотираните с кумарин гели по време на стареене се свързва с протониране на диметиламино групата от кумарина (K2) и е доказано, че реакцията е от втори порядък. Наблюдавана е интензивна UV-абсорбция и синя луминесценция на дотиран с кумарин (K4) SiO 2 гел, която може да се използва за енергетичен пренос към Eu 3+ или Ho 3+ йони вградени в силициевите гели. Предположено е формиране на комплекси на Si 4+ и Sm 3+ с кумарини, които влияят върху спектралните свойства на получените гели [A24, A26, A27, A28, A31, A33]. ii) Изучени са възможностите на три подхода за вграждане на комплекси на европий с фенантролинови производни в зол-гелната матрица: дотиране, импрегниране и функционализиране. При дотиране на силициево гелна матрица с европиев хелатен комплекс [Eu(ntac) 3 ][pphendcn] е установен ефективен пренос на енергия от органичните лиганди към Eu 3+ йоните водещ до силна червена луминесценция дори при ниски концентрации на активния йон. Наблюдавана е и допълнителна синя емисия в резултат на разграждане на комплекса с времето. За да се стабилизира червена емисия и предотврати разлагането на 4

органичния комплекс са били потърсени нови методи за вграждане. Установено е, че методът на импрегниране, позволява равномерно вграждане на оптично активния комплекс в матрицата без да се разрушава неговата структура. Използвайки предимствата на двата метода (дотиране и импрегниране) е разработен нов физикохимичен метод (повърхностно функционализиране) основан на адсорбцията на 1,10-фенантролин на повърхността на предварително дотирани с Eu 3+ оксидни микро- и нанопрахове. Така получените луминесцентни композити са стабилни при съхранение и се характеризират с висок квантов добив (около 40%). Циркониевите композити дотирани с европиев комплекс [Eu(phen) 2 ](NO 3 ) 3 се характеризират с най-висок квантов добив (48%). Взаимовръзката спектри - структура е използвана за определяне на точковата симетрия на Eu 3+ йоните във формираните хелатни комплекси и в получените материали. Установено е, че методът на вграждане на органичните комплекси влияе върху симетрията на близкото обкръжение на активния йон [35, 40, 41, 44, 45, 46, 47]. iii) Синтезирани са хибридни зол-гелни материали на базата на ZrO 2 и модифициращи агенти (ацетилацетон и смес от оцетна и азотна киселина) за регулиране скоростта на хидролизно-кондензационите рекции. Установено е, че оцетната киселина позволява да се получи материал, който е прозрачен във видимата област. За първи път експериментално е показано, че оптичната ширина на забранената зона на нанокристални и аморфни ZrO 2 материали зависи от органичните модификатори ацетилацетон и оцетна киселина [34, 38]. В рамките на проект (по 7 ма рамкова програма) FP7 EFFIHEAT за първи път в България е създадена лабораторна технологична схема за зол-гелен синтез на базата на субкритично сушене за получаване на нанопорьозни хидрофобни аерогелни гранули от SiO 2, които могат да послужат за разработване на материали за термична изолация [А42, B2]. В рамките на същия проект в сътрудничество с фирми от Испания и Литва е разработена микромрежа от метални и полимерни влакна с приложение като нов регенератор в нискотемпературна Стирлингова топлинна помпа [B2]. Обобщени приноси Кандидатът е утвърден преподавател в СУ и е постигнал добри резултати по изпълнение на критериите за учебната дейност. Значителен е приносът му в обучението на млади научни кадри (ръководител на двама докторанти и четирима дипломанти). Кандидатът е постигнал много добри резултати и по изпълнение на критериите за научноизследователска дейност: За първи път са изведени температурните зависимости на оптичните характеристики (интензитет, полуширина, максимум на абсорбционите ивици) на монокристали от ZrO 2 дотирани с йони на редкоземните елементи. Получените резултати 5

са предпоставка за разработване на нов клас интегрирани керамични температурни сензори, базирани на абсорбционните свойства на лантанидните йони. Приоритет в изследванията е изучаването на функционални оптични материали, синтезирани чрез зол-гелна технология на базата на SiO 2 и ZrO 2 дотирани с йони на редкоземните елементи и някои техни комплекси. Постигнато е многократно повишаване на червената емисия на Eu 3+ в хибридни силициево диоксидни материали функционализирани с органични лиганди. Получените луминесцентни композити са стабилни при съхранение и се характеризират с висок квантов добив (около 40%). Разработен е оригинален метод за модифициране на оптичните свойства на композити на основата на ZrO 2 чрез използване на подходящи органични лиганди. Много подходящо са използвани оптичните характеристики на получените зол-гелни материали като сонда за изучаване на физикохимичните процеси и определяне на локалната симетрия на активния йон. Получените материали притежават интересни оптични свойства и широка област на приложение. В този смисъл тематиката е актуална и в световен мащаб изучаването на природата и структурата на оптичните центрове е важна изследователска задача при разработването на нови оптични материали; Разработена е методика за измерване на прахообразни проби в UV/Vis. Конструиран е подходящ държател за възпроизводимо измерване на прахообразни проби с ниска концентрация в дифузно отражение в интервала 250-900 nm. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Представените от доц. д-р Стоян Иванов Гуцов документи и материали отговарят на всички изисквания на Закона за развитие на академичния състав в Република България (ЗРАСРБ), Правилника за приложението му и препоръчителни критерии за придобиване на научни степени и академични длъжности в Химическия факултет на СУ. Тематиката и нивото на изследванията, оригиналността на резултатите, получените положителни отзиви, както и учебната дейност на кандидата покриват всички критерии за исканата академична длъжност. На тази основа давам своята положителна оценка за цялостната научно-изследователска дейност и с убеденост препоръчвам на Научното жури да бъде присъдена академичната длъжност професор на доц. д-р Стоян Иванов Гуцов по Професионално направление 4.2 Химически науки (физикохимия). 11.09.2015 год. Рецензент.. Гр. София (доц. д-р Р. Йорданова) 6