Ινστιτούτο Φυσικοχημείας Institute of Physical Chemistry

Transcript

1 Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» National Centre for cientific Research Demokritos Ινστιτούτο Φυσικοχημείας Institute of Physical Chemistry

2 Το Ινστιτούτου Φυσικοχημείας στοχεύει στην ανάπτυξη της επιστημονικής έρευνας τηςτεχνολογικήςέρευνας στη παροχή τεχνολογικών υπηρεσιών στη παραγωγή ειδικών τεχνολογικών προϊόντων στην εκπαίδευση νέων ερευνητών ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ

3 Δημοσιεύσεις σε περιοδικά με κριτές 85+39* Δημοσιεύσεις σε πρακτικά συνεδρίων 84 Αναφορές 1905 Προσκεκλημένες ομιλίες 16 Οργάνωση συνεδρίων 2 Διδακτορικά / Masters / Πτυχιακές που ολοκληρώθηκαν το / 5 / 5 Πατέντες 3 *in press

4 Ερευνητικές Δραστηριότητες του Ινστιτούτου Φυσικοχημείας Το Ινστιτούτο Φυσικοχημείας εστιάζει στη διεξαγωγή υψηλής στάθμης βασικής και τεχνολογικής έρευνας στις περιοχές των προηγμένων λειτουργικών υλικών της περιβαλλοντικής χημείας και τεχνολογίας της ισοτοπικής υδρολογίας της χημικής βιολογίας των φιλικών προς το περιβάλλον τεχνολογιών των φυσικών προϊόντων, των καταλυτών των φαρμάκων και φορέων φαρμάκων της ενέργειας ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ

5 Πορώδη Υλικά και Μεμβράνες για Περιβαλλοντικούς Διαχωρισμούς Νέα πορώδη υλικά και μεμβράνες για Βιομηχανικές & Περιβαλλοντικές εφαρμογές Διαχωρισμοί αερίων (Βιομηχανία Πετρελαίου, Φυσικό Αέριο, κλπ) Καταλυτικές Διεργασίες Ατμοσφαιρικοί ρύποι (π.χ. απομάκρυνση VC, Nx) Επεξεργασία ύδατος (Απομάκρυνση βαρέων μετάλλων, Αφαλάτωση) Κλασσικοί και υποστυλωμένοι πηλοί Μεμβράνες Ζεολίθου Τροποποιημένοι νανο-σωλήνες άνθρακα Νανοπορώδης Μεμβράνη Αργιλίας Ανάπτυξη, αποτίμηση και προσομοίωση στερεών υλικών για αποθήκευση υδρογόνου Μοναδικός (εν Ελλάδι) εξοπλισμός μετρήσεων αποθήκευσης Η 2 Μεταλλικά Υδρίδια, Σύμπλοκα Υδρίδια Νανοδομικά Ανθρακικά Υλικά (σωλήνες, κώνοι), Νανοσύνθετα Υλικά Υδατικές δομές εγκλεισμού (clathrates) Προσομοίωση ρόφησης Η 2 σε Νανοσωλήνες άνθρακα Κώνοι και δίσκοι άνθρακα Μεταλλο-οργανικά συστήματα Υδρίτες (clathrates) Συντονιστής Ευρωπαϊκού Δικτύου Αριστείας Ανάπτυξη in-situ τεχνικών για χαρακτηρισμό πορωδών Υλικών 15 «βασικοί» & > 25 «περιφερειακοί» Εταίροι

6 Έργο: Φωτοοξειδοαναγωγική Μετατροπή και Αποθήκευση της Ηλιακής Ενέργειας Δρ. Π. Φαλάρας Ερευνητικό Πεδίο: Φωτοχημεία, Ηλεκτροχημεία, Νανουλικά, Νανοτεχνολογία Μελέτη φωτοεπαγόμενων διεργασιών με βάση νανοδομημένα υλικά -Eφαρμογές Καθαρισμός του περιβάλλοντος και προστασία της υγείας - Φωτοκατάλυση Ακινητοποίηση φωτοκαταλύτη: εναπόθεση σε μορφή λεπτών υμενίων -sol-gel χημεία (doctor-blading, screen-printing, leavecoating, spin-coating) Φωτοκαταλυτικοί αντιδραστήρες υγρών και αέριων ρύπων Nέα υλικά: Διευθετημένοι ανόργανοι νανοσωλήνες, Αφρός Ti 2, Φωτοκαταλυτικό τσιμέντο, Εναπόθεση ευγενών μετάλλων (Ag, Au) και τροποποίηση με διάφορα αμέταλλα (N, P, ) ΦΩΣ + Ti 2 Υμένια νανοδομημένης τιτανίας: δομή, μορφολογία,πολυπλοκότητα, τραχύτητα, πορώδες, μέγεθος σωματιδίων Απευθείας μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική -λιακές κυψέλες Σύμπλοκα δισθενούς ρουθηνίου ευαισθητοποιητές (υπερμοριακά σύμπλοκα) Πολυμερικοί οξειδοαναγωγικοί ηλεκτρολύτες Μέτρηση ολικών αποδόσεων μετατροπής εξωτερικές κβαντικές αποδόσεις Μελέτη της φωτεινής, θερμικής, μηχανικής καταπόνησης (+υγρασία) των κυψελίδων με τη φασματοσκοπία micro-raman cale-up, ανάπτυξη και παραγωγή κυψελίδων, building integration

7 . ΕΡΓΟ: ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΕΣ - ΦΩΤΟΚΑΤΑΛΥΤΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ (ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ) ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ Καταλυτικές-φωτοκαταλυτικές αντιδράσεις με πολυοξείδια μετάλλων στοιχείων μεταπτώσεως, κυρίως ΤiΟ 2 και πολυοξομεταλλικές ενώσεις (PM) με σκοπό την αξιοποίηση της φωτεινής (ηλιακής) ενέργειας, την απορρύπανση του περιβάλλοντος και την ανάπτυξη χημικών διεργασιών φιλικών προς το περιβάλλον. ΠΡΟΣΦΑΤΑ ΕΠΙΤΕΥΓΜΑΤΑ Ελεγχόμενη οξείδωση-σύνθεση οργανικών ουσιών Μη ελεγχόμενη οξείδωση (φωτοαποικοδόμηση) οργανικών ρύπων σε C 2, 2 και ανόργανα ιόντα Καταβύθιση-απομάκρυνση μεταλλικών ιόντων Σύνθεση μεταλλικών νανοσωματιδίων. Φωτοκαταλυτικός κύκλος ΤΡΕΧΟΥΣΕΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ Ακινητοποίηση των φωτοκαταλυτών σε οπτικά ενεργά ήαδρανήυποστρώματα Σύνθεση νανοδομημένων υμενίων πολυμερούς/pm με την τεχνική LbL, χαρακτηρισμός και μελέτη των φωτοκαταλυτικών τους ιδιοτήτων Φωτοκαταλυτική σύνθεση μεταλλικών νανοσωματιδίων σε νανοδομημένες επιφάνειες iskia et. al., Angew. Chem. Int. Ed. 41 (2002) Σύνθεση μεταλλικών νανοσωματιδίων

8 Έργο: Φαινόμενα Μεταφοράς Ύλης σε Πολυμερή Μόνιμο Ερευνητικό Προσωπικό Μ. Σανοπούλου, Κ. Παπαδοκωστάκη Συνεργάτης ρ. Ι. Πετρόπουλος Μεταπτυχιακοί σπουδαστές. Σούλας, Β. Χασίμη, Κ. Μανώλη Αντικείμενο Θεωρητική και πειραματική μελέτη ροφήσεως και διαχύσεως μικρομοριακών ουσιών σε πολυμερικά υλικά Στόχος Aνάπτυξη του κατάλληλου θεωρητικού υπόβαθρου για τον ορθολογικό σχεδιασμό υλικών για εφαρμογές : συστημάτων ελεγχόμενης αποδέσμευσης φαρμάκων ή αγροχημικών Σχεδιασμός και ανάπτυξη φαρμακευτικών συστημάτων) που χαρακτηρίζονται από βέλτιστους ρυθμούς αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας μεμβρανών για διαχωρισμούς μιγμάτων Ιδιότητες διαπερατότητας πολυμερικών μεμβρανών Μέγιστη επιτρεπόμενη δόαη Ελάχιστη αποτελεσματική δόση βέλτιστος Τρόποι χορήγησης φαρμάκων Χρόνος συμβατικός Μηχανισμοί μεταφοράς σε υαλώδη πολυμερή πολυμερικών επιχρισμάτων Ανάπτυξη Συστοιχιών χημικών αισθητήρων (e-nose) για την ποιοτική και ποσοτική ανάλυση σύνθετων αερίων μιγμάτων (σε συνεργασία με ΙΜΕΛ) Ανάπτυξη υμενιων με ελεγχόμενα μορφολογικά χαρακτηριστικά για οπτοηλεκτρονικες εφαρμογές Electrode Polymer sensitive layer ubstrate Vapor phase orbed molecules Ιανουάριος 2008

9 Εργαστήριο Δομικής και Υπερμοριακής Χημείας Δρ. Ειρ. Μ. Μαυρίδου, Δρ. Κ. Γιαννακοπούλου Εγκλεισμός επιλεγμένων δραστικών συστατικών σε κυκλοδεξτρίνες προς βελτίωση ιδιοτήτων: ρόλος δομής Υπερμοριακή αυτοοργάνωση και διαμοριακές αλληλεπιδράσεις Σύνθεση νέων λειτουργικών παραγώγων κυλοδεξτρινών Τρικλοζάν τολαζαμίδιο Εισαγωγή σε κύτταρα και μεταφορά DNA Κρυστάλλωση και δομή Στόχευση σε πρωτεινών και βιομορίων βακτηριακά κύτταραμεταφορά αντιβιοτικών Τροποποίηση επιφανειών φερρεδοξίνη 2[4Fe-4]

10 Μοριακή Ηλεκτρονική Φασματοσκοπία Εφαρμογές σε Υπερμόρια και Νανοδομές Δρ. Γ. Πιστόλης Γενικά Ενδιαφέροντα Φασματοσκοπία Φυσικοχημικός Χαρακτηρισμός Μακρομόρια Υπερμοριακά Συστήματα Οργανωμένα Συστήματα Πολυμερή και Δενδριμερή Φωτονικά Υλικά & και Εφαρμογές στην Μικρολιθογραφία

11 Ερευνητικές Δραστηριότητες Εργαστηρίου Φωταύγειας Ινστιτούτου Φυσικοχημείας Υπεύθυνος Εργαστηρίου Δρ. Κ. Παπαδόπουλος Σύνθεση νέων βιοτινυλιωμένων φωταυγών υλικών και εφαρμογές στην αναλυτική και κλινική χημεία N X X N Άνίχνευση της πρωτεϊνης ΙgG ποντικού σε επίπεδο μερικών femtomoles (9 fmoles) N i Σύνθεση νέων υβριδικών οργανο-ανόργανων χειρόμορφων καταλυτών και εφαρμογές στην παραγωγή οπτικά ενεργών οργανικών μορίων N Cl - + N i 1 2 Cl - N + 3 C N Παραγωγή οπτικά ενεργών α-αμινοξέων μέ στερεοεκλεκτικότητα μέχρι 60 % Ανάπτυξη νανοδομημένων καταλυτών οξειδίων σιδήρου και αναλυτικές εφαρμογές σε χημειοφωταυγειομετρικούς προσδιορισμούς βιομορίων και δραστικών μορφών οξυγόνου Με χρήση νανοδομημένων οξειδίων σιδήρου διαστάσεων 25 nm εκτιμήθηκε η αντιοξειδωτική δράση φαινολικών παραγώγων και ανιχνεύθηκε το υπεροξείδιο του υδρογόνου μέχρι 2.0 μm

12 ΣΥΝΘΕΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ & ΒΙΟΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ (Δρ. Ε.Ν. Πιτσινός) ΦΥΣΙΚΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΧΗΜΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΑ ΦΑΡΜΑΚΑ Ανάπτυξη συνθετικής μεθοδολογίας Παρασκευή φυσικών προϊόντων Βελτιστοποίηση δομής Αξιολόγηση βιολογικής δράσης Laurenditerpenol (Αντικαρκινικό) cyphostatin (Νόσος Alzheimer) 3 C 3 C C3 C 3 N Trichodimerol (Νόσος Crohn)

13 ΕΡΓΟ: ΝΑΝΟ-ΥΛΙΚΑ ΟΡΓΑΝΩΜΕΝΗΣ ΥΠΕΡΜΟΡΙΑΚΗΣ ΔΟΜΗΣ Α. Βασική Έρευνα Πολυ-λειτουργικά Λιποσώματα ως φορείς φαρμάκων. Φυσικοχημική μελέτη λιποσωμάτων των οποίων η εξωτερική επιφάνεια φέρει λειτουργικές ομάδες, με στόχο την ανάπτυξη αποτελεσματικών φορέων φαρμάκων που να συνδυάζουν σταθερότητα, ικανότητα στόχευσης και δυνατότητα διελεύσεως δια μέσου των κυτταρικών μεμβρανών. Δενδριτικά Πολυμερή ως Φορείς Φαρμάκων και Γονιδιακού Υλικού. Εισαγωγή πολλαπλών λειτουργικών ομάδων σε δενδριτικά πολυμερή με σκοπό την ανάπτυξη φορέων φαρμάκων και γονιδιακού υλικού, οι οποίοι να εμφανίζουν ταυτόχρονα ικανότητα στόχευσης, σταθερότητα στο βιολογικό περιβάλλον και δυνατότητα διελεύσεως δια μέσου των κυτταρικών μεμβρανών. Η φυσικοχημική μελέτη αυτών των συστημάτων συσχετίζεται με in vitro πειραματικά αποτελέσματα. στοχεύουσα ομάδα μεμβρανικός μεταφορέας προστατευτική ομάδα Β. Εφαρμοσμένη Έρευνα Δενδριτικά Πολυμερή με Εφαρμογή στον Παραγωγή Υπερκαθαρού Νερού. Αλκυλιωμένα δενδριτικά πολυμερή έχουν την ιδιότητα «νανοσπόγγων», στις κοιλότητες των οποίων μπορούν να εγκλεισθούν λιπόφιλες ενώσεις. Ανάπτυξη μεθόδων εναπόθεσης τους σε κεραμικές μεμβράνες για την επιτυχή εφαρμογή τους σε μονάδες καθαρισμού νερού. Παράγεται υπερκαθαρό νερό στο οποίο οι παραμένοντες ρύποι βρίσκονται σε επίπεδο ολίγων ppb. Γ. Αναπτυξιακή Δραστηριότητα Η εταιρία τεχνοβλαστός Dendrigen A που ιδρύθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος ΠΡΑΞΕ Β με χρηματοδότηση από την ΓΓΕΤ καιέχειστόχοτην παραγωγή πολυ-λειτουργικών δενδριτικών πολυμερών για α) την ανάπτυξη φορέων φαρμάκων και β) την ανάπτυξη συστημάτων παραγωγής υπερκαθαρού νερού βρίσκεται στον δεύτερο χρόνο λειτουργίας της.

14 Εργαστήριο Στατιστικής Μηχανικής & Μη-γραμμικής Δυναμικής Εφαρμογές στη Φυσικοχημεία Μη-γραμμική Χημική Δυναμική & Κατάλυση Μη-γραμμική Κινητική & Monte Carlo imulations Patterns Fractals C+ 2 on Pt Δομικές και Στατιστικές Ιδιότητες Βιο-μακρομορίων Εντροπική, Μη-γραμμική Ανάλυση και Μοντελοποίηση DNA (Υπεύθυνος Έργου Α. Προβατά)

15 Μοριακή Υπολογιστική Χημεία (Δρ. Ιωάννης Γ. Λαζάρου) Χρήση Υπολογιστικών Μεθόδων στην Πρόβλεψη Ιδιοτήτων Μοριακών Συστημάτων Ημιεμπειρικές μέθοδοι, Θεωρία συναρτησιακής πυκνότητας, ab-initio Αντικατάσταση των βλαβερών στο περιβάλλον CFC (Freons) Φθοριομένοι Αιθέρες και Αλκοόλες, Συσχέτιση Δομής - Δραστικότητας Σχεδίαση και Προτάσεις Βέλτιστων Αντικαταστατών Τροποσφαιρική Χημεία Αλογονομένων Μορίων Χλωριομένες Οργανικές ενώσεις (Αποικοδόμηση Βιομηχανικών Διαλυτών, Φυτοφάρμακα) Ο Ρόλος των Ιωδιομένων Οργανικών Ενώσεων στο Περιβάλλον Παρακτίων Περιοχών Στρατοσφαιρική Χημεία Χημικές Αντιδράσεις σε Επιφάνειες Νερού ή Πάγου με τα «Απορρυπαντικά» της Ατμόσφαιρας (, Cl) Τεχνολογικώς Προηγμένα Υλικά Δομή και Ιδιότητες Φωτοχρωμικών και Θερμοχρωμικών Μορίων Ιατρική Δομές Οργανικών Συμπλόκων με Ατομα Λανθανιδών με εφαρμογές στην Μαγνητική Εικονογράφηση (MRI) Αξιοπιστία Θεωρητικών Υπολογισμών Υπολογιστικό Κόστος Εκτίμηση Αξιοπιστίας και Προσπάθειες Βελτίωσης των Θεωρητικών Υπολογισμών στην Πρόβλεψη Δομών και Θερμοχημικών Μοριακών Ιδιοτήτων με Παράλληλη Μείωση του Υπολογιστικού Κόστους