Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/27980Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Πότση, Γεωργία | el |
| dc.date.accessioned | 2017-05-16T08:42:14Z | - |
| dc.date.available | 2017-05-16T08:42:14Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/27980 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.3367 | - |
| dc.rights | Default License | - |
| dc.subject | Άργιλοι | el |
| dc.subject | Οξείδιο του γραφενίου | el |
| dc.subject | Δισδιάστατα φυλλόμορφα υλικά | el |
| dc.subject | Κατάλυση | el |
| dc.subject | Αλλοτροπικές μορφές άνθρακα | el |
| dc.subject | Βιοτεχνολογία | el |
| dc.subject | Clays | en |
| dc.subject | Graphene oxide | en |
| dc.subject | Two dimensional layered materials | en |
| dc.subject | Catalysis | en |
| dc.subject | Carbon allotropes | en |
| dc.subject | Biotechnology | en |
| dc.title | Ανάπτυξη και μελέτη καινοτόμων υβριδικών και σύνθετων υλικών με ανόργανες φυλλόμορφες νανοδομές | el |
| dc.title | Design and development of novel layered nanostructured hybrid materials for environmental, medical, energy and catalytic applications | en |
| heal.type | doctoralThesis | - |
| heal.type.en | Doctoral thesis | en |
| heal.type.el | Διδακτορική διατριβή | el |
| heal.classification | Biotechnology | en |
| heal.language | en | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.publicationDate | 2017 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία : σ. 142-145 | el |
| heal.abstract | Ο τομέας των φυλλόμορφων νανοδομημένων υβριδικών υλικών επικεντρώνεται κυρίως στη σύνθεση και στις πιθανές εφαρμογές υλικών που συνδυάζουν τις ιδιότητες των δομικών τους μονάδων σε κλίμακα νανομέτρων. Συνδυάζοντας αυτές τις δομικές μονάδες μπορούμε να βελτιώσουμε ή και να δημιουργήσουμε νέες ιδιότητες οι οποίες δεν ήταν παρούσες στα επιμέρους αρχικά μας υλικά. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ολιγοστρωματικών νανοδομημένων υβριδικών υλικών για περιβαλλοντικές, βιο-ιατρικές ενεργειακές και καταλυτικές εφαρμογές. Πιο συγκεκριμένα, στο πόνημα αυτό περιγράφεται η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και οι πιθανές εφαρμογές μια πληθώρας υλικών που έχουν σαν βάση αλλοτροπικές δομές του άνθρακα ή άλλα ανόργανα υλικά όπως οι φυλλόμορφοι άργιλοι. • Το κεφάλαιο 3 περιγράφει την σύνθεση πολυλειτουργικών υποστυλωμένων υλικών τα οποία έχουν αναπτυχθεί μέσω της ενσωμάτωσης μορίων αμινοαδαμαντίνης στον ενδοστρωματικό χώρο οξειδίου του γραφίτη και φυλλόμορφων αργιλοπυριτικών αργίλων. Οι διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού που χρησιμοποιούνται αποδεικνύουν την επιτυχή ενσωμάτωση της αμινοαδαμαντίνης καθώς και ότι τα τελικά υποστυλωμένα υλικά παρουσιάζουν αυξημένη ειδική επιφάνεια. Επιπροσθέτως τα υβριδικά υλικά βρέθηκαν να έχουν σημαντική προσροφητική ικανότητα οργανικών ρύπων γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα για χρήση σε περιβαλλοντικές εφαρμογές. Επιπλέον παρουσιάζουν βελτιωμένη κυτταροτοξική ικανότητα σε καρκινικά κύτταρα (Α549) σε σχέση με υγιή κύτταρα (MRC-5) στα οποία η δράση τους είναι ελάχιστη γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα να χρησιμοποιηθούν ως ανασταλτικοί παράγοντες ανάπτυξης σε βιο-ιατρικές εφαρμογές. • Στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η χημική οξείδωση νανοδίσκων άνθρακα που έχουν παραχθεί βιομηχανικά μέσω της πυρολυτικής διαδικασίας Kværner Carbon Black & H2 και ο σχηματισμός ενός υδρόφιλου αναλόγου. Περιγράφεται ο λεπτομερής χαρακτηρισμός τόσο του αρχικού όσο και του οξειδωμένου υλικού καθώς και μελέτη των κυτταροτοξικών ιδιοτήτων του οξειδωμένου υλικού. Κατά την οξείδωση των νανοδίσκων επιτυγχάνεται ο διαχωρισμός τους από το μίγμα νανοδίσκων/νανοκώνων/καταλοίπων του αρχικού υλικού και η δημιουργία λειτουργικών ομάδων οξυγόνου (επόξυ-, υδρόξυ-, καρβόξυ-) στην επιφάνεια τους βελτιώνοντας την διαλυτότητα τους σε πολικούς διαλύτες ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες εφαρμογές. Η μελέτη των κυτταροτοξικών ιδιοτήτων τους έδειξε ότι οι οξειδωμένοι νανοδίσκοι δρουν ως κυτταροτοξικοί παράγοντες και αποτελούν ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για την ανάπτυξη νανο βιοκαταλυτικών συστημάτων. • Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται μια ανασκόπηση διαφόρων πειραματικών μελετών πάνω στην σύνθεση και τις ιδιότητες νανοδομών άνθρακα που περιέχουν οργανικά-ανόργανα πολυεδρικά ολιγομερή σιλοξάνια (POSS) (cage-like). Στόχος είναι να τονιστεί η βελτίωση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων που επιτυγχάνεται με προσθήκη τους επικεντρώνοντας στον αντίκτυπο που μπορεί να έχουν τα υβριδικά αυτά υλικά σε διάφορες τεχνολογικές εφαρμογές. • Στο κεφάλαιο 6 αναφέρεται η ενσωμάτωση υποκατεστημένων κυβικών σιλοξανίων του σιδήρου (Fe+3), σε νατριούχο μοντμοριλλονίτη καθώς και στο όξινα ενεργοποιημένο ανάλογό του με σκοπό την δημιουργία καινοτόμων καταλυτικών υποστυλωμένων δομών. Μια πληθώρα τεχνικών χαρακτηρισμού εφαρμόστηκε ώστε να αποδειχθεί η επιτυχής ενσωμάτωση των σιλοξανίων στις αργιλικές μήτρες καθώς και ο σχηματισμός υποστυλωμένων δομών μέσω τις θέρμανσης τους. Τα τελικά παραγόμενα υλικά βρέθηκαν να διαθέτουν μεγάλη ειδική επιφάνεια ενώ η παρουσία νανοσωματιδίων αιματίτη (α-FeO3) επιβεβαιώθηκε μέσω της φασματοσκοπία Mössbauer. Καταλυτικές πειραματικές μετρήσεις έδειξαν ότι τα τελικά υβριδικά υλικά καταλύουν την αφυδάτωση της ισοπροπανόλης σε προπένιο και διισο-προπυλαιθέρα λόγω της μεγάλης ειδικής επιφάνειας και των ενεργών καταλυτικών κέντρων στην επιφάνεια τους ενώ η εκλεκτικότητα προς την διάσπαση της ισοπροπανόλης επηρεάζεται από στερεοχημικές παραμέτρους • Στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται η δημιουργία λεπτών ολιγοστρωματικών υμενίων υποκατεστημένων με μέταλλα (Cu2+ και Fe+3) πολυεδρικών ολιγομερικών σιλοξανίων (POSS) μέσω της μεθόδου Langmuir –Schaefer ή με συνδυασμό της με τη μέθοδο αυτο-οργάνωσης (self-assembly) με τη χρήση μιας απλής τασιενεργής ένωσης όπως το αραχιδικό οξύ (ΑΑ). Ο χαρακτηρισμός με διάφορες τεχνικές απέδειξε την επιτυχή εναπόθεση των στρωμάτων της τασιενεργής με αποτέλεσμα την δημιουργία περιοδικών δομικών μονάδων που αποτελούνται αντίστοιχα από στρώματα αραχιδικού οξέος και υποκατεστημένων με μέταλλα (Cu2+ και Fe+3) POSS. Επιπλέον, η ενδοστρωματική απόσταση μεταξύ των δομικών μονάδων εξαρτάται από την γεωμετρία και τον αριθμό ένταξης των μεταλλικών ιόντων. Επιπροσθέτως η σύγκριση των δύο πειραματικών πρωτοκόλλων σύνθεσης έδειξε ότι τα υβριδικά υμένια που έχουν εναποτεθεί με τη συνδυασμένη συνθετική διαδικασία που περιλαμβάνει το στάδιο της αυτό-οργάνωσης των μορίων οδηγούν σε καλύτερα οργανωμένες δομές. | el |
| heal.abstract | The field of layered nanostructured hybrid materials focuses on the synthesis and possible applications of materials that combine the properties of building blocks of nanometer size dimensions. Bringing together the building blocks can enhance their properties or generate new properties not present in either of the constituents alone. The aim of this thesis centred on layered nanostructured hybrid materials for environmental, medical, energy and catalytic applications, is to describe the synthesis, characterization and possible applications of a number of hybrid layered materials based on carbon allotropes or different inorganic matrices like clay minerals. Chapter 3 presents the synthesis of multi-functional pillared layered materials synthesized by the intercalation of adamantylamine into the interlayer space of graphite oxide and layered aluminosilicate nanoclays. Different characterization techniques demonstrated the successful intercalation of adamantylamine and showed that the final pillared materials have an increased specific surface area. In addition these hybrids were found to be capable of adsorbing significant quantities of organic pollutants, which entails a great potential for environmental remediation applications. Moreover they were found to present improved cytotoxic activity on A549 cancer cells, whilst the cytotoxicity towards MRC-5 cells (normal) was minimal, a fact that renders them suitable as antiproliferative agents in biomedical applications. Chapter 4 describes the chemical oxidation of carbon nanodiscs, industrially prepared via the so-called pyrolytic Kværner Carbon Black & H2 process, towards the formation of a hydrophilic analogue. The detailed characterization of the pristine and the oxidized material is described and the study of the cytotoxic properties of the oxidized nanodiscs is reported. Besides resulting in the separation of carbon nanodiscs from the mixed nanodiscs/nanocones/soot starting material, the oxidation treatment causes the attachment of oxygen-containing functional groups (epoxy, hydroxyl and carboxyl groups) on the nanodisc surface, improving the solubility in polar solvents and thereby the use in various applications. The study of the cytotoxicity properties showed that the oxidized nanodiscs can act as cytotoxic agent and promises well for their future use in nanobiocatalytic systems. Chapter 5 presents a review of various experimental studies of the synthesis and properties of carbon nanostructures containing organic-inorganic cage-like polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoparticles The aim is to illustrate the improvements of chemical and physical properties that can be achieved by the combination of POSS with different carbon nanostructures focusing on the potential impact of these hybrid nanostructures on various technological applications. Chapter 6 reports the intercalation of iron substituted (Fe+3) cubic silsesquioxanes in a sodium and an acid-activated montmorillonite to form novel catalytic pillared structures. A variety of characterization techniques was applied to prove the successful intercalation of the cubic silsesquioxanes into the clay matrices as well as the formation of pillared structures after calcination. The final pillared hybrids possess high specific area and contain α-Fe2O3 (hematite) nanoparticles as verified by Mössbauer spectroscopy. Catalytic measurements showed that the final hybrid pillared materials catalyse the conversion of isopropanol to diisopropylether and propene due to high specific area and presence of acid sites on the surface; the selectivity is affected by stereochemical parameters. Chapter 7 presents the fabrication of metal (Cu2+ and Fe+3) decorated POSS thin films via the Langmuir –Schaefer method or via a combination of this method with self-assembly, using a simple surfactant such as arachidic acid (AA). Characterization with different techniques proofed the successful deposition of the layers, leading to a periodically repeated AA-Metal (Cu2+ and Fe+3)-POSS-AA unit. Moreover the interlayer distance between the units was found to be affected by the coordination of the metal ions. Additionally, comparison of the two fabrication protocols showed that the hybrid films deposited following synthetic route involving self-assembly process lead to better ordered structures. | en |
| heal.advisorName | Γουρνής, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Γουρνής, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Καρακασίδης, Μιχαήλ | el |
| heal.committeeMemberName | Μπουρλίνος, Αθανάσιος | el |
| heal.committeeMemberName | Rudolf, Retra | en |
| heal.committeeMemberName | Δούβαλης, Αλέξιος | el |
| heal.committeeMemberName | Παϊπέτης, Αλκιβιάδης | el |
| heal.committeeMemberName | Σταμάτης, Χαράλαμπος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 161 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διδακτορικές Διατριβές - ΜΕΥ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Δ.Δ. ΠΟΤΣΗ ΓΕΩΡΓΙΑ 2017.pdf | 6.48 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
