Μαθήματα

Το μάθημα καλύπτει τα τυπικά εισαγωγικά θέματα στις βασικές θεωρητικές έννοιες στις Νανοεπιστήμες και τη Νανοτεχνολογία και τα βασικά εργαλεία για την ανάλυσή τους. Πιο λεπτομερώς, το μάθημα καλύπτει τα παρακάτω:

• Νανοτεχνολογία, Νανοϋλικά κα διαστατικά μεγέθη, Η σημασία της μείωσης των διαστάσεων, και η σχέση τους με τις ιδιότητες του, Παραδείγματα φαινομένων διαστατικής εξάρτησης.
• Η “top down” προσέγγιση στην παρασκευή νανοϋλικών, Παραδείγματα, Η “bottom up’ προσέγγιση στην παρασκευή νανουλικών, Παραδείγματα.
• Νανοτεχνολογία και εφαρμογές: Ενεργειακές εφαρμογές, Βιοιατρικές εφαρμογές, Eφαρμογές στη μηχανική συμπεριφορά, Οπτικές εφαρμογές, μικροηλεκτρονικές εφαρμογές και διατάξεις.
• Θερμοχημικές διαδικασίες σύνθεσης: Σύνθεση Sol-Gel, σύνθεση μικρογαλακτωματοποίησης, Μέθοδοι υγροθερμικής-σολβοθερμικής σύνθεσης, Σύνθεση με χρήση μικροκυμάτων, Σύνθεση με χρήση υπερήχων. Σύνθεση κβαντικών τελειών.
• Παρασκευή νανοϋλικων με χρήση φυσικών διεργασιών: Τεχνική τόξου πλάσματος, Αφαίρεση με Laser, Πυρόλυση με Laser, Χημική εναπόθεση ατμών (CVD), Χημική εναπόθεση ατμών (CVD) υποβοηθούμενη με καταλύτες (CCVD).
• Tεχνικές χαρακτηρισμού νανοδομημένων υλικών: X-ray diffraction (XRD), SEM, EDAX, TEM, Στοιχειομετρική Χαρτογράφηση, FTIR, UV-Visible spectrophotometer, Φασματοσκοπία Laser Raman, Νανοδιείσδυση – Νανομηχανικός Χαρακτηρισμός.
• Tεχνικές χαρακτηρισμού νανοδομημένων υλικών: Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC), Διαφορική θερμική ανάλυση (DTA), Thermo gravimetric Analysis (TGA), Φωτοηλεκτρονιακή Φασματοσκοπία Χ-ray (XPS), Hλεκτροχημικός Χαρακτηρισμός.
• Φυσικές Ιδιότητες Νανοδομημένων υλικών: Επίδραση μεγέθους στα νανουλικά: Μεγεδος, σχήμα, πυκνότητα, σημείο τήξης, ικανότητα διαβροχής και ειδική επιφάνεια. Διάχυση: Νόμοι Διάχυσης, Μηχανισμοί Διάχυσης.
• Μηχανική συμπεριφορά: Σχέση τάσης-παραμόρφωσης, αντοχή σε εφελκυσμό, μικροσκληρότητα, αντίσταση σε διαβροχή και αντίσταση σε διάβρωση,
• Θερμικές ιδιότητες νανοδομημένων υλικών: Θερμική αγωγιμότητα και συντελεστής θερμικής διαστολής
• Ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το φαινόμενο Hall και οι εφαρμογές του. Διηλεκτρικές ιδιότητες: Η σημασία της διηλεκτρικής σταθεράς – Πιεζοηλεκτρικά και φερρο-ηλεκτρικά υλικά- Συμπεριφορά και εφαρμογές.
• Μαγνητικές ιδιότητες, Μαγνητική υστέρηση – παραμαγνητισμός – Οπτικές ιδιότητες: Φωτοαγωγιμότητα, Ηλεκτροφωταύγεια, Φωτοφωταύγεια, διάγραμμα Jablonski, Φθορισμός και φωσφορισμός, Οπτικές ιδιότητες νανοδομών.
• Νανοτεχνολογία – Περιβαλλοντικές επιδράσεις  Περιβαλλοντικοί ρύποι σε αέρα νερό, έδαφος, επικίνδυνα και τοξικά απόβλητα, εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην αποκατάσταση μολυνσης – Η πρόκληση της επαγγελματικής υγείας και υγιεινής, τοξικότητα νανοσωματιδίων, επίδραση εισπνεόμενων νανοσωματιδίων, έκθεση σε δερματική επαφή, η επίδραση των CNT’s στο αναπνευστικό σύστημα, επικινδυνότητα έκθεσης σε νανοσωματίδια, έλεγχος και παρακολούθηση νανοσωματιδίων σε χώρους εργασίας, συστήματα ανίχνευσης νανοσωματιδίων-αισθητήρες.