Χημεία Υλικών

Δ. Τζέλη, Ι. Παπαευσταθίου, Ε. Ευθυμιάδου, Γ. Βουγιουκαλάκης, Γ. Σακελλαρίου

Περιγραφή

Αυτό το μάθημα επιλογής έχει σκοπό να φέρει τους φοιτητές του τμήματος σε επαφή με τα σύγχρονα υλικά που εμφανίζονται στη διεθνή βιβλιογραφία και τις αντίστοιχες τεχνολογίες αιχμής. Προσπαθεί να διδάξει τις βασικές αρχές της δομής διαφόρων νέων υλικών και των τεχνικών χαρακτηρισμού της, την συσχέτιση και ερμηνεία των βασικών φυσικών ιδιοτήτων των υλικών με βάση τη δομή τους, καθώς και την κατανόηση των ιδιοτήτων τους και η εφαρμογή αυτών σε φυσικές και χημικές διεργασίες. Περιλαμβάνει στοιχεία για τις ιδιότητες των υλικών και ακολουθούν επιλεγμένα παραδείγματα που αναλύουν ορισμένα υλικά, αξιοποιώντας την ερευνητική εμπειρία όλων των εργαστηρίων του Τμήματος.

Ενότητες

Ποιες ιδιότητες ενδιαφέρουν στα υλικά και πώς μελετώνται; Σύντομη αναφορά στην δομή κρυσταλλικών στερεών και στις βασικές αρχές της κρυσταλλογραφίας. Οι κυριότερες θεωρίες για την ερμηνεία των μηχανικών, θερμικών, ηλεκτρικών, μαγνητικών και οπτικών ιδιοτήτων των υλικών.

Αυτό το τμήμα του μαθήματος αναφέρεται σε μια σειρά υλικών που δεσπόζουν στην καθημερινότητα μας και συνήθως αποτελούν επιτεύγματα της επιστήμης με διεθνείς αναγνωρίσεις και βραβεία. Θα αναφερθούμε στη σύνθεση, μελέτη και εφαρμογή των υλικών με κέντρο την Ανόργανη Χημεία και στόχο ο φοιτητής να γνωρίσει αυτό το ευρύ πεδίο της Χημείας. Οι σειρές υλικών που θα αναπτυχθούν αφορούν στα κεραμικά υλικά (οξείδια, καρβίδια, νιτρίδια, βορίδια) συμπεριλαμβανομένων των οπτικών ανόργανων υλικών και των αγώγιμων ανοργάνων υλικών (μονωτές, ημιαγωγοί, αγωγοί). Στα νανοσωματίδια και στις εφαρμογές τους. Στα σύμπλοκα –καταλύτες (μονο-, δι- και πολυπυρηνικά σύμπλοκα). Στα οπτικά μη γραμμικά υλικά συμπεριλαμβανομένων των φωτοευαισθητοποιητών. Στα βιομιμητικά υλικά συμπεριλαμβανομένων των συμπλόκων με εφαρμογές στην ιατρική (π.χ. MRI agents, ραδιογνωστικά υλικά). Στις μεταλλο-οργανικές κατασκευές, μεταλλο-οργανικά πολύεδρα και πολύγωνα. Στα μαγνητικά υλικά (μεταλλικές πλειάδες, μοριακά μαγνητικά υλικά και μαγνητικά ψυγεία).

Το τμήμα αυτό του μαθήματος, πραγματεύεται μία σειρά από οικογένειες οργανικών υλικών που έχουν τα τελευταία χρόνια παίξει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο σε πολλά διαφορετικά επιστημονικά και τεχνολογικά πεδία. Αυτό καταδεικνύεται, μεταξύ άλλων, από μία σειρά βραβείων Nobel που έχουν απονεμηθεί για τα εν λόγω υλικά και διεργασίες, όπως τα βραβεία Nobel Χημείας 1987 (υπερμοριακή χημεία) και 1996 (φουλερένια) και το βραβείο Nobel Φυσικής 2010 (γραφένιο). Τα υλικά στα οποία θα αναφερθούμε συμπεριλαμβάνουν τις αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα (φουλερένια, νανοσωλήνες άνθρακα, γραφένιο, νανοταινίες γραφενίου) και τις νανοκουκίδες άνθρακα. Επίσης θα συζητηθούν περιληπτικά οι βασικές αρχές της υπερμοριακής χημείας, της μοριακής αναγνώρισης, των συμπλόκων εγκλεισμού και των αλληλεπιδράσεων ξενιστού-ξενιζομένου μορίου, καθώς και τα οργανικά υλικά για μεταφορά φαρμακευτικών ουσιών, οι μοριακές μηχανές, οι νανοαντιδραστήρες, και οι νανοδιακόπτες.

Το μάθημα πραγματεύεται τα παρακάτω γνωστικά πεδία: 1. Πολυμερικά Νανοσωματίδια α. Νανοαντιδραστήρες β. Νανοδοχεία και γ. Νανομεταφορείς που σχηματίζονται από αμιγώς πολυμερικά υλικά 2. Νανοσύνθετα (Υβριδικά) Υλικά: α. Πολυμερή/Ανόργανα Νανοσωματίδια (Au, Ag, SiO2, CdSe, CdTe, Fe3O4, Fe2O3) β. Πολυμερή/Επίπεδα Aνόργανα Υποστρώματα (clay, mica) γ. Πολυμερή/Αλλοτροπικές μορφές Άνθρακα (Fullerenes, Carbon Nanotubes, Graphene and Graphene Nanoribbons)

Ημερολόγιο

Ανακοινώσεις