コンスタンティノス・フォスティロプロス

コンスタンティノス・フォスティロプロス
生まれる	( 1960-06-20 )1960年6月20日（64歳） クリャ・ヴリシ、ペラ、ギリシャ
国籍	ギリシャ語
母校	ハイデルベルク大学
知られている	有機太陽光発電 バックミンスターフラーレン （12,068件の引用、h指数23）[1]
科学者としてのキャリア
フィールド	物理
機関	ヘルムホルツ・センター・ベルリン、 GMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [de]、 マックスプランク原子核物理学研究所、 ハイデルベルク大学–物理化学研究所。
論文	「C 60 – 新しい炭素の形」 （1989–1992）

コンスタンティノス・フォスティロプロスは、ドイツでナノマテリアル、固体物理学、分子物理学、天体物理学、熱力学の分野で研究を行っているギリシャの物理学者です。2003年から2016年まで、ベルリン・ヘルムホルツセンター内の異種材料システム研究所の有機太陽電池グループの創設者兼責任者を務めました。彼の科学的研究には、新しいエネルギー材料と光起電力デバイスのコンセプト、星間物質の炭素クラスター、実在気体の分子間力などがあります。

1989年、フォスティロプロスは、特別に開発された真空プロセスにより 、分子状炭素修飾体であるC ₆₀ ^{[2] [3] を}初めて調製量^{[4]で合成しました。1985年に}クロトら[ ^5]がこの分子を発見した後、フォスティロプロスの研究は、フラーレンの基礎研究とその応用の確立に大きく貢献しました。^{[6] 2001/2002年に、彼は、真空プロセスを適用してZn} フタロシアニンとC ₆₀分子からなる分子吸収層を形成する、有機光起電
デバイスの二重層ヘテロ接合の概念を発表しました。^[7]

彼は遠隔教育の専門家でもあり、1999年に実験的な低帯域幅接続による大西洋横断インターネット教育プラットフォームを実証しました。^{[8]コロナ危機の際に、彼は大規模なハイブリッド[9]}科学会議 の仮想部分をホストできるプラットフォームを構築しました。^[10]

フォスティロプロスは、1960年6月20日、ギリシャのペラ県クリャ・ヴリシで、アナスタシオス・フォスティロプロスとレモニア・フォスティロプロス（旧姓アトマツィドウ）の3人兄弟（ニコ、コスタ、エレニ）の2番目として生まれました。1961年に父親はドイツのマンハイムに移住し、後に妻もフォスティロプロスが4歳のときに2人の息子を連れてマンハイムに移住しました。5年後、そこで妹のエレニが生まれました。両親のアナスタシオスとレモニアは、引退するまでそれぞれ労働者と清掃員として働いていました。2015年に彼らは、妹のエレニとその家族とともにギリシャに再移住しました。兄のニコはドイツのカールスルーエで市議会議員に選出され、継続教育センター「アルファトレーニング」のオーナーです。

ボン近郊のザンクト・アウグスティンにある旧GMD情報技術研究センター [de]のメディアコミュニケーション研究所(IMK)の研究員として勤務していた頃、フォスティロプロスと同僚でウェブデザイナー兼eラーミングの専門家であるシモーネ・ラーメの関係は、カールスルーエで一緒に観察していた1999年8月11日の皆既日食をきっかけに始まった。2人は2004年に結婚し、ティモンとメリナという2人の子供がいる。

マンハイムでの幼少期、フォスティロプロスはドイツのヒルダ小学校、マンハイムのクルプファルツ・ギムナジウム中学校、ギリシャの午後小学校を卒業した。さらに、マンハイム市立音楽大学を卒業し、そこでギタリストとして越智 隆志の撥弦楽器クラスに通った。

フォスティロプロスは近くのハイデルベルク大学で物理学を学び、そこで特に大統一理論、レーザー物理学、分子物理学に興味を持った。物理化学研究所のベルンハルト・シュラムの研究グループに参加した後、学位を取得した。1989年2月、マックス・プランク原子核物理学研究所の宇宙物理学部門のヒューゴ・フェヒティグの「ダストグループ」に参加し、 ^[11]博士候補生として論文「C ₆₀ - コーレンストフの新しい形態」に取り組んだ。1992年2月、ハイデルベルク大学で博士号を取得した。

家族の経済的制約のため、彼は学生時代にはマンハイマー・アベンダアカデミー [ドイツ]のクラシックギター講師、エラーブロック・コンフェレンツテクニックの同時通訳の音響技師、マンハイムのタクシー運転手、ハイデルベルク大学の物理化学の助手など、さまざまな仕事をしていた。

1986年から1988年にかけて、フォスティロプロスはハイデルベルク大学物理化学研究所で実在気体における分子間力の影響を調査していました。その焦点の1つは、冷蔵庫ユニット内のフレオンを環境に適合した物質に置き換えるために、 フレオンの熱力学的特性を研究することでした。

^{1987年9月、若いボランティア学生ベルント・ワーグナー[13]}が、マックス・プランク原子核物理学研究所（MPIK）の天体物理学者ヒューゴ・フェヒティグの「ダストグループ」に数週間参加した。そこで、フェヒティグの助手ヴォルフガング・クレッシュマーの監督の下、ワーグナーは接触アーク法（2）を使用して炭素蒸気の実験を行っていたが、誤って圧力条件を変更してしまった。その結果、ワーグナーは、未知の弱いIR吸収特性を持つ炭素ダストの痕跡を受け取った。しかし、ワーグナーが去った後、その結果はそれ以上検討されず、「ポンプオイルの不純物」^[14]または単に「ジャンク」^[15]
と見なされた。 1989年1月、フォスティロプロスがフェヒティグのグループに参加し、そこで「偶然の」実験を引き継いだ。数週間の評価期間の後、彼は博士号取得の一環として研究することに決めた。フォスティロプロスは、3種類の熱蒸発プロセスを詳細に研究し、その後、それぞれについて新しいプロセスパラメータを開発した。その結果、1989年にフォスティロプロスは、最初の分子状炭素修飾であるC _60を^{合成した最初の人物となった[3] [4]。}最初に接触アークプロセス(2)を適用し、特定の実験条件で電極を急速に劣化させ、炭素蒸発を加速した。さらに、彼は市販の「アモルファス」¹³ C炭素粉末からグラファイトロッドを焼結する方法を開発した。抵抗加熱プロセス(3)を適用し、そのような「同位体」グラファイトロッドを使用して、1989年大晦日の数日前に、彼は初めてエキゾチックな種を含む珍しい材料、「同位体」¹³ C ₆₀、^[16]そこから、彼は、二十面体の 「プラトン」対称性と、切頂二十面体の 「アルキメデス」形状、すなわちクロトらの分子の存在を証明した。 1985年に予測されたフットボール分子：C ₆₀「バックミンスターフラーレン」^[5]

生産量をさらに高めるために、彼は単純なアーク法 (1) の研究に焦点を絞り、1990 年には堅牢で効率の高いアークプロセスによって 1 日あたり 1 グラムを超える生産量^[4]を達成しました。しかし、生成されたすすにはまだフラーレン材料が埋め込まれていたため、フォスティロプロスは 2 つの抽出方法を考案しました。真空状態で熱蒸発を適用して分子種C ₆₀、C ₇₀ ... をすすから追い出すか、フラーレンだけが溶解するベンゼンにすすを分散させるかです。この「天然」の純粋なフラーレン混合物から抽出された粉末は、光学 (UV から IR) と質量分析によって分析され、「アメリカンフットボール」の形をした C ₇₀も見つかりました。この粉末から、真空熱蒸発によって初めて極薄 C _{60フィルムを成長させ、「ワインレッド」の}ベンゼン溶液から六方晶の形成を観察することができました。その後の薄膜クロマトグラフィー研究^[18]から、ワインレッド色は天然フラーレン混合物中の10% の C _{70画分に由来することが判明しました。この新しい炭素結晶の質量密度は、Werner Kühlbrandt}  [de]、^[19] EMBLハイデルベルクとの共同研究で初めて測定されたTEM結晶分析のデータを使用して、実験的にも理論的にも決定されました。この分析では、分子「フットボール」のファンデルワールス直径が決定されました: d _C60 = 1.0 nm。ハイデルベルク大学無機化学研究所の Hans Hermann Eysel との共同研究で、初めて C ₆₀のラマンスペクトルが測定されました。

1991年の初め、フォスティロプロスはパリ第6ピエール・エ・マリー・キュリー大学の天体物理学者アラン・レジェの研究グループに招かれ、2か月間Cのマトリックス分離分光法を実施しました。⁻
₆₀およびC⁺
₆₀準宇宙条件下での光学吸収を測定するために、冷たいネオンマトリックス中の陽イオンを観測した。特に、陽イオンは、ハリー・クロト1987によって独立に議論されたように、拡散星間バンドのキャリアの潜在的な候補であった。 ^[20]フォスティロプロスと協力して、アラン・レジェとルイ・ル・セルジャン・ダンデクールが提出した、カナダ・フランス・ハワイ望遠鏡^[21]での1週間の観測時間でC⁺
₆₀星間物質の指紋は受け入れられていたが、その後ハイデルベルクのMPIはそれを拒否し、フォスティロプロスがCの探索に参加することは拒否された。⁺
₆₀星間物質中に存在します。
結局、1994年に星間フットボールのスペクトル指紋の探索により、ベルナール・フォーイングとパスカル・エーレンフロイントが、この分子が2つの拡散星間バンドのキャリアであると特定した最初の論文が発表されました。 ^{[22]彼らの推定は、他の多くの論文でも確認されており、星間物質中の炭素全体の約0.1％（！）が「C} ₆₀ - 新しい形態の炭素」 として存在しています。

1990年にNATURE誌^[23]に発表されたフラーレンの合成、抽出、特性評価に関する成果（ResearchGate：2023年10月現在、引用数7,756件）と、データから発見したイオン化および水素化C60のいくつかの天体物理学的側面をもとに、_フォスティロプロスは1991年末までに急いで博士論文を完成させ^[24]、 それ以来世界中で出版の波を引き起こしてきました。^[25]

ネイチャー誌に発表される前に、ハイデルベルクの実験結果に基づく特許出願がアリゾナ州ツーソンの米国特許庁に提出されていた^{[26] 。主たる出願人は}アリゾナ大学であったが^[27]、MPIKハイデルベルクの請求は法定最小限度に制限されていた。^[28] 10日後、民間投資家を支持する追加出願もそこで提出された。^[29] 1年後、欧州特許が「炭素の新形態」というタイトルで出願された。^[30]フォスティロプロスは、博士論文のみに基づいたこれらの特許出願について事前に知らされておらず、関与もしていなかった。

フォスティロプロスが奇妙な煤の研究を始めて数ヶ月後、クレッチュマーは、この無駄な研究をやめて、C ₂、C ₃、C ₄などの天体物理学的に重要な炭素クラスターに焦点を当てることを勧めました... ^[31]そのため、フォスティロプロスは、18か月（=博士課程のハーフタイム）をサッカーで無駄にし、良い結果が得られなければ「妥当な」炭素クラスターに切り替えることにしました。しかし、12か月の集中的な研究の後、彼はイコサヘドロン対称性を持つ全炭素分子（同位体¹³ C ₆₀ ）の存在を証明することに成功し、15か月後（1990年5月1日頃）、合成収量を最適化し、煤からフラーレン粉末を抽出することに成功しました。18か月後、彼らはNATUREに論文を提出しました。^[23]

1990 年の夏、ハイデルベルク大学で分子の仮説上の「フットボール」構造を検証するためのラマン分光法に関する協力作業中に、パートナーの 1 人が、 1989 年にMartin Fleischmannらによって発表された当時最も有名な訂正に言及して、「うまくいけば、それは常温核融合ではないでしょう ;-)」と慎重に懸念を表明しました。

ネイチャー誌^[23]は1990年9月7日に受理された。このときフォスティロプロスは、のちのノーベル賞受賞者（1996年）リック・スモーリーと会って議論する機会を得た。スモーリーはフォスティロプロスとクレッシュマーを「コンスタンツに来て、スモーリーの講義時間のほんの一部を使わせてほしい」（1990年9月12日）と招待し、クレッシュマーは大量のフラーレンの製造における彼らの画期的な成果を報告した。^[32]数日後、同じくノーベル賞受賞者（1996年）ハリー・クロトーと妻のマーガレットが、ユーゴスラビアでの会議から帰る途中、予期せずハイデルベルクの科学者たちを訪ねた。クロトー^{[33]はフォスティロプロスとクレッシュマーに「赤ワイン」}シャトーヌフ・デュ・パプ1985のボトルを贈った。 1990 年のクリスマス前の最後の勤務日に、フォスティロプロスとクレッシュマーはハイデルベルクのマックス プランク研究所でクロトのワインを楽しみました。

フォスティロプロスが研究所の宇宙物理学部門で博士論文の最終発表を行った際、彼は若きベルント・ワーグナー^{[13]をゲストとして講演に招待し、直接会って、C} ₆₀の物語のハイデルベルク部分を開始した幸運な人物として部門に紹介した。

1993年末に最初の科学者としてのキャリアが中断された後、フォスティロプロスは1994年から1997年まで様々な仕事に従事し、その後ギリシャ軍に入隊して兵役に就きました。

フォスティロプロス氏がフラーレン研究に復帰するにあたって参考にしたのは、ノーベル賞受賞者のハリー・クロトー氏とロバート・シュレーグル氏である。

1998年、フォスティロプロスは科学活動を再開し、旧ドイツ国立情報技術研究センターGMD-Forschungszentrum Informationstechnik  [de]のメディアコミュニケーション研究所に3年間在籍し、遠隔教育分野のITプロジェクトに参加した。彼はビルリングホーフェン城 [de] (GMD本部)からジュネーブ大学への定期講義用にJAVAベースのプラットフォームを運用していた。初めて衛星伝送( EUTELSAT )を含むインターネット接続が使用され、ペンシルベニア大学の当時のCAPEコンソーシアムからGMD経由でブカレスト大学のICI、ソフィアのブルガリア科学アカデミーまで大西洋横断教育ネットワークが構築され、低帯域幅のインターネットアプリケーションを介したビデオ会議と講義ノートによる大西洋横断遠隔教育機能が実証された。^[8]

有機太陽電池（OSC）の研究分野は2つに分かれています。ほとんどの科学者は、デバイスの吸収層を形成する2つの成分のうちの1つとしてポリマー材料を適用する湿式化学法を使用していますが、真空熱蒸着技術で堆積された小さな吸収分子の使用は、この分野のむしろニッチです。しかし、両方の概念において、 C _60は、その並外れた電子受容体特性のために、吸収体のもう1つの重要な成分です。2002年にFostiropoulosは、 ZnフタロシアニンとC ₆₀分子をそれぞれドナーとアクセプター材料として使用した二重層ヘテロ接合吸収体のコンセプトを発表しました。 ^[7]こうして、彼はη=2.5%の電力変換効率を達成しました。これは当時の小分子OSCの世界記録であり、ポリマー太陽電池の同様の記録（2001～2003年、Brabec、Sariciftci、Hummelen 2001 ^{[34] [35]}）に追いつきました。 2003年にこれら2つの記録により、この分野は太陽エネルギー研究の注目を集めることになり^[36]、ドイツでは10年以上にわたって 有機太陽光発電の分野に多額の資金提供が行われるようになりました。

2003年12月、フォスティロプロスはベルリン・ヘルムホルツ・センター（当時はハーン・マイトナー研究所）内の異種材料システム研究所に有機太陽電池グループを設立した。彼は主にベルリン・ヘルムホルツ・センターとベルリン・ヘルムホルツ・センターから200万ユーロ以上、またHMIの太陽エネルギー部門からも少額の助成金を受け、極薄有機層システムの真空調製技術の開発のための研究室^{[37]を建設し装備した。それ以来、両省は}有機太陽電池グループの活動に約400万ユーロの追加プロジェクト資金を直接提供している。2014年以降、フォスティロプロスはハイブリッドペロブスカイト太陽電池に注力しており、彼のグループはそのようなデバイス向けの産業的に価値のある全真空製造方法を開発した。^[38]

フォスティロプロス氏は、ハイデルベルク大学、ベルリン自由大学、ポツダム大学、テッサロニキのアリストテレス大学（AUTh）で物理化学、ソフトマター物理学、有機太陽電池の分野で教鞭を執っていた。2011年から2014年の4年間、彼はAUThを毎年3か月訪問し、物理学科の博士課程で講義を行い、有機電子材料とデバイスの分野でステルギオス・ロゴテティディス氏とLTFN（薄膜ナノシステムとナノ計測学の研究所）と協力した。そのため、彼は自国の金融危機を間近で体験する機会を得た。

EU プロジェクトの一環として、ROleMak Fostiropoulos 氏は AUTh の物理学部のコンサルタントを務めていました。

フォスティロプロスは、初期のキャリア（1989～1993年）において、フラーレンの合成とその特性評価に関する基礎研究に対して、 マックス・プランク協会から3回フェローシップを授与されました。

2001 年に物理学の分野に復帰した後、彼はドイツ国内 ( BMU、BMBF ) およびギリシャとドイツの二国間 (GSRT、BMBF) およびEU の資金提供を受けたプロジェクト (「GR-ELECT」、「OrgaPVnet」、「SOHyb」、「OVPD」) の調整に携わり、合計 800 万ユーロを超える資金を調達しました。さらに、彼はパートナーとして他の国際プロジェクトにも参加しました。

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^{EUの調整活動「OrgaPVNet」 [39]}の枠組みの中で、彼はフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所ISEのアンドレアス・ヒンシュとともに20のドイツ関連団体を代表した。彼らは2007年1月22日と23日にベルリンの旧ハーン・マイトナー研究所で「OrgaPVNet: ドイツ関連団体の全国ワークショップ」を共催した。 2012年、フォスティロプロスと中国電子科学技術大学の
賈春陽は、中国四川省成都で「有機光起電材料と有機太陽電池に関する中独シンポジウム」を共催した。^{[40] 2012年以来、フォスティロプロスは、}アリストテレス大学テッサロニキ校（コーディネーター：ステルギオス・ロゴテティディス） が主催する年次イベントNANOTEXNOLOGYの国際科学委員会のメンバーである。このイベントは、毎年7月にギリシャのテッサロニキ市で開催されている。2020年のコロナ危機を受けて、フォスティロプロスは、テッサロニキでのライブマルチイベントのすべてのコンポーネント（ワークショップ、共同イベント、ポスターセッション、展示会）を表示する仮想ミラーイメージで年次NANOTEXNOLOGYを拡張した仮想プラットフォームを立ち上げた。仮想部分では、200以上のビデオ会議室が使用された。^[41]は小規模および大規模の参加者グループ向けに利用可能であった。

フォスティロプロス氏は、2021年の設立以来、ギリシャ高等研究所（HIAS）のメンバーです
。また、非営利科学協会OUT eVのメンバーでもあります。2023年1月、フォスティロプロス氏は同協会の理事会に選出されました。

G. エッケル & K. フォスティロプロス (編集者)、「メディアコミュニケーション研究所、1993 年から 1999 年までの成果の詳細」(GMD 1999)