Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/39226Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Φωταράς, Νικόλαος | el |
| dc.contributor.author | Fotaras, Nikolaos | en |
| dc.date.accessioned | 2025-07-21T07:32:40Z | - |
| dc.date.available | 2025-07-21T07:32:40Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/39226 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Πολυμερή | el |
| dc.subject | Συσταδικά | el |
| dc.subject | Φυσική | el |
| dc.subject | Συμπολυμερή | el |
| dc.subject | Διαμορφωτική | el |
| dc.subject | Συμμετρία | el |
| dc.subject | Δυναμική | el |
| dc.subject | Polymers | en |
| dc.subject | Copolymers | en |
| dc.subject | Conformational | en |
| dc.subject | Symmetry | en |
| dc.title | Διάγραμμα Ισορροπίας Φάσεων και Δυναμική Συσταδικών Συμπολυμερών με Διαμορφωτική Συμμετρία | el |
| dc.title | Phase Diagram and Dynamics of Diblock Copolymers with Conformational Symmetry | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.dateAvailable | 2025-07-21T07:33:40Z | - |
| heal.language | el | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.publicationDate | 2025-07-14 | - |
| heal.abstract | Η διαμορφωτική ασυμμετρία (ε=(α_Α^2/u_A)/(α_B^2/u_B) και ζ=α_Α/α_Β, όπου α και u το στατιστικό μήκος και ο στατιστικός όγκος αντίστοιχα) αποτελεί μία από τις κύριες παραμέτρους που επηρεάζουν τη μορφή του Διαγράμματος Ισορροπίας Φάσεων δισυσταδικών πολυμερών. Η πλειοψηφία των γνωστών Διαγραμμάτων Ισορροπίας Φάσεων χαρακτηρίζεται από διαμορφωτική ασυμμετρία. Η επίδρασή της στη σταθεροποίηση μη-κλασσικών μορφολογιών έχει μελετηθεί εκτενώς. Αντίθετα, η επίδραση της διαμορφωτικής συμμετρίας (α_Α≈α_Β) στη μορφολογία και την κινητική της αυτο-οργάνωσης δισυσταδικών πολυμερών δεν έχει ακόμα διερευνηθεί. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης της διαμορφωτικής συμμετρίας (ε,ζ≈1) στο Διάγραμμα Ισορροπίας Φάσεων, στη δυναμική και στην κινητική της αυτο-οργάνωσης μιας σειράς νέων δισυσταδικών πολυμερών. Συγκεκριμένα, επιδιώξαμε να δώσουμε απαντήσεις στα παρακάτω επιστημονικά ερωτήματα: (i) Πώς η διαμορφωτική συμμετρία επηρεάζει το Διάγραμμα Ισορροπίας Φάσεων; (ii) Πώς επηρεάζει την κινητική της αυτο-οργάνωσης ενός ασύμμετρου (f≠1/2) δισυσταδικού πολυμερούς; (iii) Ποιά η δυναμική στα διαφορετικά χαρακτηριστικά μήκη του συμπολυμερούς - και πώς αυτή σχετίζεται με την κινητική της αυτοοργάνωσης; (iv) Υπάρχει χαρακτηριστική διεργασία/μηχανισμός που να σχετίζεται με την διεπιφάνεια και αν ναι πώς αυτή σχετίζεται με τους υπόλοιπους μηχανισμούς; (iv) Ποιό είναι το ιξωδοελαστικό “αποτύπωμα” των νανοφάσεων - υπάρχει κάποιο χαρακτηριστικό (ρεολογικό) μήκος που σχετίζεται με τις νανοδομές, και πώς αυτό σχετίζεται με την περιοδικότητα των νανοδομών; Για τις ανάγκες της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκε η σύνθεση (ομάδα του καθηγητή H. Frey) και στη συνέχεια η μελέτη ενός νέου δισυσταδικού πολυμερούς πολυστυρενίου-b-πολυφαρνεσενίου (PS-b-PF), το οποίο χαρακτηρίζεται από σχετική διαμορφωτική συμμετρία (a_PS≈a_PF). Για την απάντηση του επιστημονικού ερωτήματος ως προς την επίδραση της διαμορφωτικής συμμετρίας στο Διάγραμμα Ισορροπίας Φάσεων, έγινε αρχικά η μελέτη της μορφολογίας σε ένα μεγάλος εύρος συστάσεων (f_PF∈[0.127-0.905 ]) και μοριακών μαζών (Μ_n∈[10-161 ] kg/mol). Η μελέτη φανέρωσε την ύπαρξη μόνο κλασσικών μορφολογιών. Ο προσδιορισμός του παράγοντα αλληλεπίδρασης, μέσω της θεωρίας μέσου πεδίου (χ_MFT), και στη συνέχεια μέσω της αυτοσυνεπούς θεωρίας πεδίου (SCFT), επέτρεψε την κατασκευή ενός πρότυπου Διαγράμματος Ισορροπίας Φάσεων. Κυριότερα χαρακτηριστικά του Διαγράμματος Ισορροπίας Φάσεων του συμπολυμερούς PS-b-PF αναδείχτηκαν τα κατακόρυφα όρια μεταξύ των οργανωμένων φάσεων, άρα και η απουσία μεταβάσεων τάξης-τάξης, και η απουσία της φάσης του διπλού γυροειδούς (Ia3 ̅d), ως αποτέλεσμα της διαμορφωτικής συμμετρίας (ε_comp=1.18). Παραμένει, ωστόσο το ερώτημα, γιατί οι πιο οργανωμένες νανοφάσεις της μορφολογίας των κυλίνδρων σε εξαγωνικό πλέγμα (HPC) περιβάλλονται φάσεις κυλίνδρων απουσία τάξης μεγάλης εμβέλειας (CYL). Η σύγκριση του παράγοντα αλληλεπίδρασης με εκείνον του «αδελφού» συμπολυμερούς πολυστυρενίου-b-πολυισοπρενίου, φανέρωσε ισχυρότερο βαθμό νανοφασικού διαχωρισμού μεταξύ των ανόμοιων επαναλαμβανόμενων μονάδων του συμπολυμερούς. Στην συνέχεια, μέσω της εξάρτησης του χαρακτηριστικού μήκους της νανοδομής συμμετρικών συμπολυμερών από τον βαθμό πολυμερισμού, βρέθηκε ότι d~N^0.88, που βρίσκεται σε αναντιστοιχία με τις θεωρητικές προβλέψεις στα όρια του ισχυρού (Ν^(2/3)) και του ασθενούς (Ν^(1/2)) διαχωρισμού. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη μελέτη ασύμμετρων συμπολυμερών (f_PF=0.9), τόσο στην ισότροπη φάση (DIS) όσο και στην οργανωμένη (σφαίρες σε κυβικό χωροκεντρωμένο (bcc) πλέγμα). Τα συνδυαστικά πειράματα επιβεβαίωσαν την ύπαρξη οργάνωσης και στην ισότροπη φάση, εξαιτίας της μεγάλης τιμής του χΝ. Το επιστημονικό ερώτημα της επίδρασης της διαμορφωτικής συμμετρίας στην κινητική της αυτο-οργάνωσης απαντήθηκε μέσα από τη σύγκριση των πειραματικών και θεωρητικών χαρακτηριστικών χρόνων ημίσειας οργάνωσης (t_(1/2)) δύο ασύμμετρων δισυσταδικών πολυμερών PS-b-PF (ε_comp=1.18) και PS-b-PI (ε_comp=1.37), οργανωμένων σε σφαίρες σε πλέγμα bcc. Η μελέτη έδειξε την επιβράδυνση της κινητικής της αυτο-οργάνωσης για το πρώτο σύστημα με τη μεγαλύτερη διαμορφωτική συμμετρία. Παρόλα αυτά και άλλοι παράγοντες (π.χ. ο βαθμός χΝ) είναι πιθανόν να συμβάλλουν σε αυτό. Το ερώτημα της πιθανής συσχέτισης της μοριακής δυναμικής στα διαφορετικά χαρακτηριστικά μήκη με την κινητική της αυτο-οργάνωσης του συμπολυμερούς απαντήθηκε μέσα από τη σύγκριση των αντίστοιχων χρόνων. Η μελέτη ανέδειξε τους τοπικούς μηχανισμούς της τμηματικής χαλάρωσης του PF, και του PS, τον συνολικό μηχανισμό χαλάρωσης ολόκληρης της αλυσίδας του PF, τη χαλάρωση της νανοδομής και την τερματική δυναμική του συμπολυμερούς. Η σύγκριση υπέδειξε ως αναγκαία προϋπόθεση της αυτο-οργάνωσης των σφαιρών την πλήρη χαλάρωση όλων των μοριακών μηχανισμών. Παράλληλα, απαντήθηκε και το ερώτημα της ύπαρξης χαρακτηριστικής δυναμικής της διεπιφάνειας με την ανίχνευση ενός μηχανισμού χαλάρωσης της διεπιφάνειας και την παρουσία μίας ενδιάμεσης θερμοκρασίας υάλου (T_g^inter). Ο μηχανισμός αυτός σχετίζεται με την ανάμειξη των επαναλαμβανόμενων μονάδων PS/PF στη διεπιφάνεια. Τέλος, απαντήθηκε το επιστημονικό ερώτημα της ιξωδοελαστικής απόκρισης των διαφορετικών μορφολογιών του συμπολυμερούς. Όλες οι μορφολογίες χαρακτηρίζονται από την παρουσία δύο τουλάχιστον πλατό, με εκείνο στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων να σχετίζεται με την ιξωδοελαστική απόκριση της νανοδομής. Μέσω αυτού έγινε ο προσδιορισμός ενός χαρακτηριστικού (ρεολογικού) μήκους (ξ) το οποίο βρίσκεται σε σχετική συμφωνία με την περιοδικότητα των νανοδομών (d), ιδιαίτερα στην περίπτωση των καλά οργανωμένων νανοδομών (μορφολογία σφαιρών σε bcc πλέγμα). Συνοψίζοντας, το δισυσταδικό πολυμερές PS-b-PF με σχετική διαμορφωτική συμμετρία (ε_comp=1.18) παρουσιάζει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, τόσο ως προς τη μορφολογία του όσο και ως προς την κινητική της αυτο-οργάνωσης. Η σύνθεση και μελέτη 50 νέων συμπολυμερών απέδειξαν την απουσία μη-κλασσικών νανοφάσεων καθώς και την απουσία μεταβάσεων τάξης-τάξης, σε αντίθεση με άλλα πιο ασύμμετρα Διαγράμματα Ισορροπίας Φάσεων. | el |
| heal.sponsor | Κοινωφελές Ίδρυμα Αλέξανδρος Σ. Ωνάσης | el |
| heal.advisorName | Φλούδας, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Παπαδόπουλος, Περικλής | el |
| heal.committeeMemberName | Νταουλάς, Κωνσταντίνος | el |
| heal.committeeMemberName | Φλούδας, Γεώργιος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 113 | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΦΥΣ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Φωταράς Νικόλαος (2025).pdf | 7.18 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
