Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Χρήστος Ν. Παύλου
Περίληψη (Abstract)
Οι εντυπωσιακές μηχανικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες του γραφενίου το καθιστούν ως το πλέον ιδανικό υποψήφιο για την χρήση του ως μέσο ενίσχυσης για την παραγωγή ελαφριών υψηλής αντοχής σύνθετων υλικών τα οποία θα είναι ικανά να εμφανίσουν ενδιαφέρουσες φυσικές ιδιότητες καθώς ταυτόχρονα θα παρουσιάζει την δυνατότητα για πολλαπλές λειτουργίες. Μέχρι στιγμής, η κύρια μορφή γραφενίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή γραφενικών σύνθετων υλικών σε ευρεία κλίμακα, είναι αυτή με την μορφή των απομονωμένων νιφάδων γραφενίου (π.χ.GNPs). Ωστόσο, η συνολική μηχανική απόδοση των συνθέτων αυτών είναι κατώτερη των προσδοκιών, και έχει αποδοθεί στην ανεπαρκή μεταφορά τάσης μεταξύ της μήτρας και του γραφενίου με κύριο λόγο της μικρή αναλογία διαστάσεων των νιφάδων αυτών. Για να ξεπεραστεί το ζήτημα αυτό, μια αντιπροσωπευτική εναλλακτική επιλογή, είναι με την ενσωμάτωση μέσα σε πολυστρωματικά πολυμερή μεγάλου μεγέθους γραφενικών φύλλων, τα οποία έχουν παραχθεί μέσω χημικής εναπόθεσης ατμών. Σε αυτή την διδακτορική διατριβή προτείνεται μια νέα προσέγγιση για την παραγωγή από κάτω προς άνω μακροσκοπικών νανοσύνθετων νανολαμινικών υλικών με βάση το γραφένιο χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD graphene), συνδυάζοντας την παρασκευή υπέρλεπτων πολυμερικών μεμβράνων με τις μεθόδους υγρής μεταφοράς του γραφενίου. Συγκεκριμένα με την παραγωγή εξαιρετικά λεπτών μεμβρανών (<500nm) παρήχθησαν μακροσκοπικά νανολαμινικά σύνθετα υλικά που έχουν την δυνατότητα να ξεπεράσουν τα τρέχοντα σύνθετα υλικά αναφοράς με βάση το γραφένιο, στις μηχανικές (Eeff~847.7GPa), ηλεκτρικές ιδιότητες (μέχρι τα 25000 S/m) αλλά και τις θερμικές ιδιότητες (μέχρι ~15W/mK). Επιπλέον, τα υλικά αυτά παρουσιάζουν πολύ-λειτουργικές δυνατότητες όπως η θωράκιση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (~60dB) όπου με τον συσχετισμό του πάχους και της πυκνότητας εξάγεται το μέγεθος της απόλυτης αποτελεσματικότητας θωράκισης (absolute shielding effectiveness SEEt~ 350000 dB cm2 g-1) όπου και αποκτήθηκε μια από τις μεγαλύτερες τιμές στην βιβλιογραφία που έχουν παρουσιαστεί ως τώρα. Επιπρόσθετα, σε επιλεγμένο δείγμα μελετήθηκε το φαινόμενο Joule και τα αποτελέσματα που προέκυψαν είναι ενθαρρυντικά για την δυνατότητα χρήσης αυτών των μεμβρανών ως ελαφριών και εύκαμπτων θερμαντικών στοιχείων.
Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)
Ο Χρήστος Ν. Παύλου αποφοίτησε το 2010 από το Τμήμα Επιστήμης των Υλικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Παράλληλα, είχε ήδη αποκομίσει 5ετή εργασιακή εμπειρία στο Εργαστήριο Συστημάτων Παραγωγής και Αυτοματισμού στη Σχολή Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών όπου και διετέλεσε την διπλωματική του εργασία με τίτλο "Investigation of micromachining operations and tool wear" . Το 2010 εργαστηκε στην βιομηχανία για την παραγωγή φετών πυριτίου (silicon wafer) στoν τομέα των φωτοβολταικών συστημάτων. Το 2013 απέκτησε το μεταπτυχιακό του δίπλωμα απο το Διατμηματικό πρόγραμμα της Επιστήμης και Τεχνολογίας των Πολυμερών του Πανεπιστημίου Πατρών. H Μεταπτυχιακή διπλωματική του εργασία διετελέστηκε στο Eργαστήριο Προηγμένων Πολυμερικών και Υβριδικών νανοϋλικών του Τμήματος Χημείας, του Πανεπιστημίου Πατρών, με τίτλο "Παρασκευή νανοσύνθετων υλικών που βασίζονται σε βιο-αποικοδομήσιμα πολυμερή με εγκλείσματα οργανικών νανοσωματιδίων". Το 2014 εντάχθηκε στο εργαστήριο Σύνθετων υλικών του ΙΤΕ/IΕΧΜΗ. Εν συνεχεία το 2015 εγγράφηκε στο μεταπτυχιακό πρόγραμμα του Τμήματος Χημικών Μηχανικών ως υποψήφιος διδάκτορας. Ενσωματώθηκε στην ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Νανοτεχνολογίας & Προηγμένων Υλικών, του Τμήματος των Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών με σκοπό την εκπόνηση της Διδακτορικής του Διατριβής πάνω στα νανοσύνθετα υλικά με βάση το γραφένιο, υπό την επίβλεψη του Καθηγητή κ. Κώστα Γαλιώτη. Καθόλη την πορεία του έχει συμμετάσχει σε ένα μεγάλο πλήθος ερευνητικών έργων όπου και λάμβανε χρηματοδότηση ως μεταπτυχιακός υπότροφος. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα σχετίζονται με την μελέτη για την αξιοποίηση των ιδιοτήτων του γραφενίου για την ανάπτυξη νέων και πολυλειτουργικών υλικών με βάση το γραφένιο.
Δημοσιεύσεις:
1. Maria Giovanna Pastore Carbone, Anastasios C. Manikas, Ioanna Souli1, Christos Pavlou & Costas Galiotis, Mosaic pattern formation in exfoliated graphene by mechanical deformation. Nature Communications, 2019. 10(1): p. 1572
2. M.F. Pantano, C. Pavlou, M.G. Pastore Carbone, C. Galiotis, N.M. Pugno, G. Speranza, Highly Deformable, Ultrathin Large-Area Poly(methyl methacrylate) Films, ACS Omega 6(12) (2021) 8308-8312.
3. B. Liu, C. Pavlou, Z. Wang, Y. Cang, C. Galiotis, G. Fytas, Determination of the elastic moduli of CVD graphene by probing graphene/polymer Bragg stacks, 2D Materials 8(3) (2021) 035040
4. C. Androulidakis, M. Kotsidi, G. Gorgolis, C. Pavlou, L. Sygellou, G. Paterakis, N. Koutroumanis, C. Galiotis, Multi-functional 2D hybrid aerogels for gas absorption applications, Nature Scientific Reports 11(1) (2021) 13548.
5. C. Pavlou, M.G. Pastore Carbone, A.C. Manikas, G. Trakakis, C. Koral, G. Papari, A. Andreone, C. Galiotis, Effective EMI shielding behaviour of thin graphene/PMMA nanolaminates in the THz range, Nature Communications 12(1) (2021) 4655.