ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΥΛΙΚΩΝ

Transcript

1 ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΥΛΙΚΩΝ Δρ. Στέργιος Πίσπας Διευθυντής Ερευνών ΙΘΦΧ

2 ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΥΛΙΚΩΝ Ε. Ι. Καμίτσος Γ. Χρυσικός Β. Γκιώνης Μ. Κομπίτσας Γ. Μούσδης Σ. Πίσπας Ν. Ταγματάρχης Μ. Κάνδυλα Δ. Παλλές

3 Σχεδιασμός λειτουργικότητας σε υάλους μέσω σύνθεσης ή επίδρασης εξωτερικών αιτίων Σύνθεση Νανοδομημένα άμορφα υλικά προηγμένης λειτουργικότητας E.I. Kαμίτσος, Δ. Παλλές, Χ.Π. Βαρσάμης (+ E. Σημαντήρας, A. Βεγίρη) Ηλεκτρο-θερμική πόλωση during poling Ioνεναλλαγή / Ηλεκτροθερμική πόλωση / Χημεία cation migration anode cathode Νανο-δίαυλοι ιόντων Li σε βορικές υάλους υψηλής ιοντικής αγωγιμότητας για ηλεκτροχημικές εφαρμογές after poling depletion zone (3-10 m below anode) Μετατροπή υάλων σε υλικά με μη-γραμμικές οπτικές ιδιότητες Ύαλοι στη φωτονική Κατευθυνόμενη ανάπτυξη μεταλλικών νανο-σωματιδίων εκτύπωση νανοδομών Αντικατάσταση Ο με N Γένεση δεύτερης αρμονικής (SHG) Καινοτόμες φωτονικές διατάξεις Συνεργασία με State Polytechnical University, Saint Petersburg, Russia

4 Νανοδομημένα άμορφα υλικά προηγμένης λειτουργικότητας E.I. Kαμίτσος, Δ. Παλλές, Χ.Π. Βαρσάμης (+ E. Σημαντήρας, A. Βεγίρη) Σύνθεση καθαρής υάλου τελλουρίας & ηλεκτρο-θερμική πόλωση τελλουριτικών υάλων για γένεση ενισχυμένης 2 ης αρμονικής 0.0 SHG Καθαρή ύαλος TeO 2 Highly cited JNCS 2017, 2018 Επίδραση ισχυρών παλμικών lasers (fs) στη δομή υάλων: μελέτη & εφαρμογές 5 as (Si-O-Si) 1083 ULE: τιτανο-πυριτική ύαλος JAP, 2018 Absorption coefficient (10 4 cm -1 ) Heat Flow (W/g) ULE ULE0 pure TeO 2 glass Συνεργασία με Inst. Appl. Physics, Abbe Center of Photonics, Friedrich-Schiller Univ. Jena, Germany Endo endpoint o C as (TiO 4 ) fs larer irradiation 952 midpoint T g =306.7 o C onset T g =303.1 o C Temperature ( o C) 1096 Wavenumbers (cm -1 ) T c =373.8 I 2ω / I 2 ω scaled SHG signal [V-1 ns -1 ] 20.0m 15.0m 10.0m 5.0m Relative density change, / o (%) Na 2 O-0.25ZnO-0.70TeO 2 λ ω =1550 nm laser power 120 μj 260 o C, 3 kv, 40 min sp pp Rotation stage angle (θ), [ o ] ULE2 ULE1 ULE0 v-sio 2 ULE Si-O-Si angle (degrees)

5 Μη-παρεμβατικά δονητικά φασματοσκοπικά εργαλεία Γ. Χρυσικός, Β. Γκιώνης Χημικές διεργασίες στη διεπιφάνεια στερεών-αερίων. Αυτοοργάνωση. Σμεκτίτες: H 2 O/D 2 O ως μοριακός αισθητήρας επιφανειακού φορτίου 0.6 LC= ( -2686) N=21, R 2 =0.96, =0.02 New non-invasive tools Layer charge, e/pfu Applied Clay Science, OD w -2686), cm -1

6 Χαμηλοδιάστατοι Υβριδικοί Ανόργανοι Οργανικοί Περοβσκίτες Γ. Α. Μούσδης Γενικός Τύπος A x M y X z (A= Αμίνη ή μίγμα αμινών M=Pb, Sn, Bi, Sb, κ.λ.π, X=Cl, Br, I, ή μίγμα τους [CH 3 SC(NH 2 ) 2 ]BiI 4 Εφαρμογές: Φωτοβολταϊκά, Φωτοανιχνευτές OLEDs Μικρολέιζερς, Μη γραμμικά οπτικά Ηλεκτρονικά (TFTs) Eur. J. Inorg. Chem., 2017 Οπτική Απορρόφηση (α.μ.) 372 0D 460 1D 510 2D Pb based Perovskites [CH 3 SC(NH 2 ) 2 ]BiI λ (nm) 3D 750 Φθορισμός (α.μ.)

7 Χρήση της σύγχρονης φθορισμομετρίας στην πιστοποίηση τροφίμων Γ. Α. Μούσδης Διάκριση βρώσιμου από μη βρώσιμο ελαιόλαδο με βάση την χημειομετρική ανάλυση φασμάτων σύγχρονης φθορισμομετρίας Διάκριση Ελληνικού από εισαγόμενο αγελαδινό γάλα Δλ (nm) Βρώσιμο Ελαιόλαδο λ (nm) Δλ (nm) λ (nm) Τριδιάστατα φάσματα σύγχρονου φθορισμού Μη Βρώσιμο Ελαιόλαδο (ΛΑΜΠΑΝΤΕ) Κύρια φθορίζοντα συστατικά του αγελαδινού γάλακτος Γράφημα της ανάλυσης των φασμάτων με την μέθοδο Ανάλυσης Κύριων Συνιστώσων J. Agric. Food Chem., 2011 Διάκριση Ελληνικών από εισαγώμενα αγελαδινά γάλατα με χημειομετρική ανάλυση φασμάτων σύγχρονου φθορισμού

8 Συμπολυμερή κατά συστάδες, νανοδομές και υβριδικά νανοϋλικά Σ. Πίσπας Σύνθεση Αυτοοργάνωση Νανοτεχνολογικές εφαρμογές Εξειδικευμένες τεχνικές συνθετικής χημείας για στοχευμένη σύνθεση συμπολυμερών και τον μοριακό προγραμματισμό των ιδιοτήτων τους Σφαιρικά μικκήλια Κυλινδρικά μικκήλια Συμπολυμερές δύο συστάδων Διαλύματα Κυστίδια Ανάπτυξη λειτουργικών νανοδομών και νανοδομημένων ανόργανωνοργανικών υβριδικών υλικών Τροποποίηση επιφανειών-επαγωγή λειτουργικότητας Νανομεταφορείς αντικαρκινικών φαρμακομορίων, γονιδιακή θεραπεία και θεραπευτικών ενώσεων πρωτεϊνικής/πεπτιδικής φύσεως Σφαίρες Στερεή Φάση Κύλινδροι Διπλό Γυροϊδές Φύλλα Νανοαντιδραστήρες για την παραγωγή ανόργανων νανοσωματιδίων με οπτικές, μαγνητικές και καταλυτικές ιδιότητες Διαφορετικές αυτοοργανούμενες νανοδομές με τεράστιες δυνατότητες εφαρμογής στην νανοτεχνολογία

9 Συμπολυμερή κατά συστάδες, νανοδομές και υβριδικά νανοϋλικά Σ. Πίσπας Κατιοντικά συμπολυμερή για την μεταφορά sirna Μαγνητικά ενισχυόμενη έκφραση γονιδιώματος μέσω μαγνητοσυμπλόκων 200 Transfection Magnetofection Li POEGMA-b-PVBTMAC n Int. J. Pharm., 2017 Τροποποίηση επιφανειών με πολυμερικά μικκήλια για την ακινητοποίηση ενζύμων Transfection effectiveness, % Lipofectamine p0.16 p0.33 p0.5 p3 Langmuir, 2014 Υβριδικές επιστρώσεις συμπολυμερών/πρωτεϊνών για την καλλιέργεια κυττάρων n NH SO 3 Na m COONa PtBS-b-SCPΙ Langmuir, 2015 LYS@PtBS-b-SCPI@Au PtBS-b-SCPI@Au HeLa Cells@ PS-b-P2VP/LYS@SiO 2

10 Νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα Ν. Ταγματάρχης Αζαφουλερένιο C59N σε καταστάσεις διαχωρισμένων φορτίων μεγάλης διάρκειας ζωής (20 ms) για ηλιακές κυψέλες N-doped Φουλερένια Αζαφουλερένιο C59N με κύκλο-πάρα-φαινυλένιο [10]CPP για παραγωγή CNTs με ελεγχόμενα χαρακτηριστικά Adv. Funct. Mater., 2018 Angew. Chem. Int. Ed., 2018 Νανοκέρατα Άνθρακα CNHs Αποσυσσωματωμένα CNHs Νανοτελείες Άνθρακα CNDs Υβρίδια με MoS 2 για παραγωγή H 2 Angew. Chem. Int. Ed., 2016 Chem. Eur. J., 2018

11 Νανοδομημένα υλικά με βάση τον άνθρακα Ν. Ταγματάρχης Φωτοκατάλυση για παραγωγή H 2 Γραφένιο Φωτοκατάλυση με μεταλλικές νανοσυστάδες/γραφένιο ACS Appl. Mater. Interf., 2016 Nanoscale, 2017 Διδιάστατα (2D) Φυλλόμορφα Διχαλκογενίδια Μετάλλων Μετάπτωσης Αποφύλλωση MoS 2 & WS 2 Ομοιοπολική χημική τροποποίηση με 1,2-διθειολάνια Ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις με πορφυρίνες Chem. Commun., 2015 npj 2D Mater. Appl., 2017 ACS Appl. Mater. Interf., 2018

12 Ανάπτυξη Νανοδομών με Laser Μ. Κομπίτσας, Μ. Κάνδυλα Τυπική διάταξη PLD Εργαστηριακή διάταξη PLD Μορφολογία επιφάνειας λεπτού υμενίου ZnO (α) ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), (β),(γ) μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM), (α) (β) 2D (γ) 3D Εξέλιξη τεχνικής PLD με την χρήση 2 στόχων και 2 laser για ελεγχόμενη εμφύτευση προσμίξεων σε λεπτά υμένια ΜΟ Χ. Οι προσμίξεις καθορίζουν τις μορφολογικές, δομικές και οπτο-ηλεκτρονικές ιδιότητες των υμενίων ΜΟ Χ Αρχή της τεχνικής PLD με 2 laser και 2 στόχους Εμφύτευση χρυσού σε υμένιο NiO, σχέση συγκέντρωσης χρυσού και ροής φωτονίων laser Νανοσωματίδια χρυσού στην επιφάνεια υμενίων NiO:Au με την (α) μικρότερη τιμή, (β) μεγαλύτερη τιμή ροής φωτονίων laser Thin Solid Films, 2007 (α) (β) ΙΘΦΧ ΣύνθεσηΥλικών με Laser ΕΙΕ-60 χρόνια, 10 Οκτ. 2018

13 ΙΘΦΧ Λειτουργικά Νανοδομημένα Υλικά ΕΙΕ-60 χρόνια, 10 Οκτ Ανίχνευση Τοξικών Αερίων με Λεπτά Υμένια Μεταλλικών Οξειδίων Μ. Κομπίτσας, Μ. Κάνδυλα Πειραματική διάταξη για την ηλεκτροχημική ανίχνευση αερίων Ανίχνευση Η 2 με υμένιο NiO σε θερμοκρασία λειτουργίας 183 C στην περιοχή 1% % Η 2 /αέρα Αύξηση της ευαισθησίας αισθητήρα Η 2 δια μέσου εμφύτευσης νανοσωματιδίων παλλαδίου Pd σε υμένιο NiO: (a) 8x10-3 %, (b) 3x10-4 % (Χ26) STABILITY Επιλεκτική ανίχνευση CO αναφορικά με CH 4 με χρήση αισθητήρα CuO με εμφύτευση νανοσωματιδίων χρυσού Au. SENSITIVITY SELECTIVITY 3S CRITERIUM FOR A GOOD SENSOR Materials Letters, 2014

14 Νανοτεχνολογία με κατεργασίες laser M. Κάνδυλα Μικρο/νανοκατεργασμένο πυρίτιο: μια καινούρια μορφή του πυριτίου με νέες λειτουργικότητες Πλασμονική οπτική παγίδευση πάνω από νανοσωματίδια χρυσού σε νανο-si Μικρο-Si Ανέπαφη ακινητοποίηση Δύναμη παγίδευσης x10 κυττάρων κ.α. για ιατρική και έρευνα Scientific Reports, 2016 Υβριδικά νανοϋλικά Νανο-Si Συνδυασμός νανο-πυριτίου με AuNPs για ενίσχυση φασματοσκοπικών Επίδραση ισχύος laser χαρακτηριστικών γραφενίου. Εφαρμογές χημειο/βιο-αισθητήρων

15 Έσοδα, KEuro Εργαστήριο Φασματοσκοπικών Εφαρμογών του ΙΘΦΧ (1997- ) Γ. Χρυσικός, Β. Γκιώνης μακροχρόνιες συμβάσεις 24 εταιρίες 115 έργα παροχής υπηρεσιών (ορυκτά, επιστρώματα, φάρμακα, πολυμερή, χημικά) Έσοδα >430 keuro (μη επιδοτούμενα έργα) Βασική έρευνα Εφαρμογές πεδίου