Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Χρήστος Κωσταράς
Περίληψη (Abstract)
Τα τελευταία χρόνια, χάρις των ηλεκτροθερμικών ιδιοτήτων τους, το γραφένιο και οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν τραβήξει το ενδιαφέρον των ερευνητών για εφαρμογές αποφυγής σχηματισμού πάγου σε επιφάνειες πτερυγιών ανεμογεννητριών και φτερών αεροπλάνων. Αυτή η εργασία εστιάζει στην ηλεκτροθερμική συμπεριφορά καθώς και την μηχανική αντοχή υβριδικών δομών με χαρακτηριστικά χαρτιού αποτελούμενες από αυτά τα υλικά (buckypapers). Δύο διαφορετικές μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή των υβριδικών buckypaper. Η πρώτη, βασίστηκε στο φιλτράρισμα μελανιών γραφενίου/νανοσωλήνων άνθρακα διεσπαρμένων με επιφανειοδραστικό μόριο. Η δεύτερη μέθοδος, βασίστηκε στο φιλτράρισμα μελανιών οξειδίου του γραφενίου/οξειδωμένων νανοσωλήνων άνθρακα και την μετέπειτα χημική αναγωγή των χαρτιών-υβριδίων των τροποποιημένων υλικών. Χαρακτηρισμοί μηχανικών ιδιοτήτων με πειράματα εφελκυσμού των υλικών και μετέπειτα μετρήσεις θερμοκρασίας των υλικών υπό τάση συνεχούς ρεύματος έδειξαν ότι τα χαρτιά που αναπτύχθηκαν με την δεύτερη μέθοδο παρουσίασαν συνδυασμό ανώτερων μηχανικών ιδιοτήτων και ηλεκτροθερμικής απόκρισης σε σχέση με τα υλικά της πρώτης μεθόδου. Το οξείδιο του γραφενίου παραγόμενο από την χημική αποφλοίωση του γραφίτη επεδείκνυε σαφώς μεγαλύτερες πλευρικές διαστάσεις από το γραφένιο που χρησιμοποιήθηκε κατά την πρώτη μέθοδο. Παράλληλα, οι οξειδωμένοι νανοσωλήνες άνθρακα επιδείκνυαν μια μείωση του μήκους τους. Ως αποτέλεσμα, τα χαρτιά που αναπτύχθηκαν με τη μέθοδο της χημικής τροποποίησης και αναγωγής επιδείκνυαν μια πυκνότερη εσωτερική δομή από αυτά που αναπτύχθηκαν με τη πρώτη μέθοδο και κατ’ επέκταση ανώτερες μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες. Περαιτέρω, συγκρίνοντας τις μηχανικές ιδιότητες των χαρτιών από τροποποιημένα υλικά με αυτών που προέκυψαν μετά την χημική αναγωγή παρατηρήθηκε αύξηση της αντοχής σε εφελκυσμό λόγω της αυξημένης πλαστικότητας των δευτέρων η οποία γινόταν και πιο προφανής για μεγάλα ποσοστά γραφενίου. Τελικά, δοκιμάστηκαν και οι μηχανικές ιδιότητες συνθέτων με βάση τα υβριδικά υλικά με μικρά ποσοστά πολυμερών (10 % κ.β.). Οι μηχανικές δοκιμές έδειξαν μία γενική ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων πέραν αυτής της μέγιστης παραμόρφωσης, των συνθέτων σε σχέση με τα απλά υβριδικά υλικά.
Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)
Ο Χρήστος Κωσταράς αποφοίτησε από το τμήμα Φυσικής του πανεπιστημίου Πατρών το 2014 και έπειτα εγγράφηκε στο ΠΜΣ του ίδιου τμήματος με εξειδίκευση στη Φυσική των Υλικών από όπου και αποφοίτησε το 2016. Κατα τη διάρκεια των μεταπτυχιακών σπουδών εκπόνησε την εργασία με τίτλο "Προσρόφηση δισυσταδικών συμπολυμερών εντός κυλινδρικών νανοπόρων". Το 2017 εγγράφηκε στο ΠΜΣ του τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών για την απόκτηση τίτλου Διδακτορικού Διπλώματος και εντάχθηκε 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 αρχική επίβλεψη του Καθηγητή κ. Κώστα Γαλιώτη και μετέπειτα του Επικ. Καθηγητή Κωνσταντίνου Δάσιου. Καθόλη την πορεία του έχει συμμετάσχει σε δύο ερευνητικά έργα όπου και λάμβανε χρηματοδότηση ως μεταπτυχιακός υπότροφος. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα σχετίζονται με την μελέτη για την μεταφορά των εγγενών ιδιοτήτων των δισδιάστατων και μονοδιάστατων υλικών και την μεταφορά των ιδιοτήτων από την νανοκλίμακα στη μακροσκοπική κλίμακα.
Δημοσιεύσεις
- Christos Kostaras, Dimitra Patroni, Nikolaos Spiliopoulos, Dimitrios L. Anastassopoulos, Alexandros Vradis, and Chris Toprakcioglu "Flow through Alumina Nanopores Bearing Responsive Polymer Brushes" Macromolecules 2022, 55, 14, 6231–6237
- Christos Kostaras, Spilios Dellis, Anastasia Christoulaki, Dimitrios L. Anastassopoulos, Nikolaos Spiliopoulos, Alexandros Vradis, Chris Toprakcioglu, and George D. Priftis "Flow through polydisperse pores in an anodic alumina membrane: A new method to measure the mean pore diameter" J. Appl. Phys. 124, 204307 (2018)
-
Marinos Dimitropoulos, George Trakakis, Nikolaus Meyerbröker, Raphael Dalpke, Polina Angelova, Albert Schnieders, Christos Pavlou, Christos Kostaras, Costas Galiotis, Konstantinos Dassios "Nanomechanics of ultrathin carbon nanomembranes for water separation" accepted for publication
-
Christos Kostaras, Christos Pavlou, Koutroumanis Nikolaos, George Paterakis, George Trakakis, Costas Galiotis, Konstantinos G. Dassios, "Rapid Resistive Heating in Graphene/Carbon Nanotube Hybrid Films for De-Icing Applications" accepted for publication
-
Christos Kostaras, George Trakakis, Christos Pavlou, Konstantinos G.Dassios "CNT Sheets and Graphene Sheets: Fabrication Methods and State of the Art Applications" submitted for publication
Συμμετοχή σε συνέδρια και ημερίδες
- 26 - 30/06/2022 20th European Conference on Composite Materials Lausanne, Switzerland: Poster με τίτλο "Robust and Flexible Resistive Heating Graphene and MWCNT Heaters - Ultra-Fast Resistive Heating Response and High Temperature Performance"
- 08 - 10/12/2021 Smartfan Conference and Workshop Lavrion, Greece: Poster με τίτλο "Flexible graphene and MWCNT Joule heaters: Towards the design and integration of fast and thin heating elements"
- 26 - 27/01/2021 Grpahene Industrial Forum 2021 (Online conference): Poster με τίτλο "Micromechanical Characterisation of Oxidized Carbon Nanotube and Graphene Oxide Papers"
- 01/10/2018 4th Workshop of Graduates and Post-Docs in Chemical Engineering Sciences (CES-WGP4): Poster με τίτλο "Production of Graphene via Shear Induced Exfoliation of Graphite in Aqueous Media"
- 04 - 06/06/2015 10ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής Παρουσίαση ομιλίας με τίτλο: "Stimuli Responsive Polymer Brushes into Nanoconfined Geometry"