Είσοδος

Νανοδομές & Νανοϋλικά

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

 

H ανάγκη για νέα, προηγμένα υλικά και συστήματα με νέες ιδιότητες και συμπεριφορά, οδήγησε στα νανοϋλικά (μονοδιάστατα <100nm: Λεπτά & Υπέρλεπτα Υμένια, επικαλύψεις, πολυστρωματικές δομές κλπ, δισδιάστατα <100 nm: νανοσωλήνες, ίνες, νανοσύρματα κλπ, τρισδιάστατα <100 nm: νανοσωματίδια, κβαντικές τελείες, κλπ). Ως βάση για την ανάπτυξη νανοϋλικών θεωρείται κυρίως η διαδικασία και οι μηχανισμοί της εναπόθεσης των ατόμων ή μορίων από την αέρια φάση στην επιφάνεια ενός στερεού υλικού.

Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές και την τεχνολογία ανάπτυξης και χαρακτηρισμού νανοϋλικών & νανοδομών με επιθυμητές ιδιότητες και λειτουργικότητα. Μερικοί από τους τομείς που βρίσκουν εφαρμογές τα νανοϋλικά είναι οι εξής:

 

 

New_Bitmap_Image.bmp 

Ύλη

    

[1]    ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΝΑΝΟΚΛΙΜΑΚΑΣ: Υπερμοριακή Οργάνωση – Η αρχή: Μετακίνηση ενός ατόμου από μια επιφάνεια – Φαινόμενα Σήραγγας – Ενδομοριακές Δυνάμεις – Επιφάνειες, Ενδοεπιφάνειες – Αυτοοργάνωση και Ανασυγκρότηση Επιφάνειας.

[2] ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ & ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΝΑΝΟΫΛΙΚΩΝ: Εξάρτηση των Ιδιοτήτων από το μέγεθος – Μηχανικές/Τριβολογικές ιδιότητες – Νανοδομές μηδενικών διαστάσεων: Νανοσωματίδια/Σύνθεση και Εφαρμογές – Μονοδιάστατες Νανοδομές: Νανοσύρματα/Σύνθεση και Εφαρμογές – Δισδιάστατες Δομές: Λεπτά Υμένια/Σύνθεση και Εφαρμογές.

[3]    ΕΙΔΙΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΝΑΝΟΫΛΙΚΩΝ: Φουλερένια/Σύνθεση, Ιδιότητες και Εφαρμογές – Νανοσωλήνες/ Σύνθεση, Ιδιότητες   και Εφαρμογές – Δενδριμερή.

[4]   ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΎ ΝΑΝΟΫΛΙΚΏΝ: Μικροσκοπία – Μικροσκοπία Σάρωσης Ακίδας (Scanning Probe Microscopy-SPM) / Σαρωτική Μικροσκοπία Σήραγγας (Scanning Tunneling Microscopy-STM). Η Μέθοδος STM ως Εργαλείο στη Νανολιθογραφία, Παράγοντες που Επηρεάζουν την Εγχάραξη – Νανολιθογραφικές μέθοδοι βασισμένες σε Scanning Probe Microscopes – Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων (Atomic Force Microscopy-AFM) – Μέθοδοι Μελέτης Επιφανειακών Δυνάμεων – Μέθοδοι SFA/AFM – Μικροσκοπία Μαγνητικών Δυνάμεων (Magnetic Force Microscopy-MFM) – Περίθλαση ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας –Ηλεκτρονική φασματοσκοπία Auger (Auger Electron Spectroscopy-AES) – Φασματοσκοπία ενεργειακών απωλειών ηλεκτρονίων (EELS) – Φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων (XPS) – Φασματοσκοπία Raman

[5]   ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΝΑΝΟΫΛΙΚΩΝ: Τεχνική της κολλοειδούς γέλης (τεχνική λύματος-πηκτής) (Sol-Gel) – Τεχνικές Μικροκατεργασίας: Λιθογραφία, Εγχάραξη και Αφαίρεση υποστρωμάτων, Δέσμευση (σύνδεση) υποστρωμάτων – Τεχνικές χημικής εναπόθεσης ατμών: Τεχνολογία πλάσματος/Εφαρμογές, Ξηρή χημική εγχάραξη σε περιβάλλον πλάσματος, Επιταξία μοριακής δέσμης.

 

New_Bitmap_Image_-_Copy.bmp 

New_Bitmap_Image_-_Copy_-_Copy.bmp 

Βιβλιογραφία

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

ISBN

ΟΙΚΟΣ

 Οι τίτλοι 1-6 είναι διαθέσιμοι στην κεντρική βιβλιοθήκη του Ε.Μ.Π.

   

1.            Milton Ohring, Engineering Materials Science, Academic  Press, 1995

2.            Milton Ohring, The Materials Science of Thin Films, Academic  Press,     1992

3.            Rolf E. Hummel, Understanding Materials Science, Springer-Verlag New  York, 1998

4.            Nanostructured materials in electrochemistry

9783527318766

Wiley

5.            Nanostructured coatings

9780387256429

Springer

6.            Nanomechanics of materials and structures

1402039506

Springer

7.            Charles Newey and Graham Weaver, Materials principles and Practice, The Alten Press London 1990

   

8.            Ralls, Courtney, Wulff, An Introduction to Materials Science and Engineering, John Wiley & Sons Inc, Canada 1976

9.            D.A. Glocker, S. Ismat Shan, Handbook of Thin Film Process Technology, IOP publishing Ltd, Bristoland Philadelphia 1995.

10.         J.L. Vosser, W. Kern, Thin film Processes, Academic Press, New York 1978.

11.         Nanostructures & Nanomaterials: Synthesis, Properties & Applications (Paperback)

 

Amazon

12.         Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials (Hardcover)

 

Amazon

13.         Biofunctionalization of Nanomaterials (Hardcover)

 

Amazon

14.         Electron Microscopy of Nanotubes

1-4020-7361-5

Springer

15.         Electron Transport in Quantum Dots

1-4020-7459-X

Springer

16.         Handbook of Microscopy for Nanotechnology

1-4020-8003-4

Springer

17.         Nanoscale Materials

1-4020-7366-6

Springer

18.         Nanoscale Structure and Assembly at Solid-Fluid Interfaces

1-4020-7810-2

Springer

19.         Nanostructured Catalysts

0-306-47484-0

Springer

20.         Nanostructured Materials

1-4020-7241-4

Springer

21.         Self-Assembled Nanostructures

0-306-47299-6

Springer

22.         Nanowires and Nanobelts: Materials, Properties and Devices

0-387-28705-1

Springer

23.         Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials

1-4020-5512-9

Springer

24.         Synthesis, Properties, and Applications of Oxide Nanomaterials

0-471-72405-X

Wiley

25.         Characterization, Design, and Processing of Nanosize Powders and Nanostructured Materials: Ceramic Transactions, Volume 190

0-470-08033-7

Wiley

26.         Developments and Applications of Advanced Engineering Ceramics and Composites: Ceramic Transactions, Volume 192

0-470-08290-9

Wiley

27.         Principles of the Quantum Control of Molecular Processes

0-471-24184-9

Wiley

28.         Design of Molecular Materials: Supramolecular Engineering

0-471-97371-8

Wiley

29.         Nano-Architectured and Nanostructured Materials: Fabrication, Control and Properties

3-527-31008-8

Wiley

30.         Microengineering of Metals and Ceramics: Part I: Design, Tooling, and Injection Molding

3-527-31208-0

Wiley

31.         Biological and Pharmaceutical Nanomaterials

3-527-31382-6

Wiley

32.         Novel Nancrystalline Alloys and Magnetic Nanomaterials

 

BestPrices

33.         What is What in the Nanoworld: A Handbook on Nanoscience and Nanotechnology

3-527-40493-7

Wiley

Εργαστήριο

Άσκηση 1: Σύνθεση νανοσωλήνων άνθρακα (CNTs)

Άσκηση 2: Μέτρηση γωνίας επαφής (Contact angle)

Άσκηση 3: Νανομηχανικές ιδιότητες, τοπογραφία – (SPM)

Άσκηση 4: Τεχνική λύματος πηκτής (Sol-gel)

Άσκηση 5: Τρισδιάστατη εκτύπωση (3D-printing)

 

 

Mέθοδοι αξιολόγησης

Εκτός από τηv τελική εξέταση πρoτείvεται και η συμμετοχή των φοιτητών στην προετοιμασία και παρουσίαση εργασίας. Οι εργασίες θα παραδίδονται σε διμελείς ή τριμελείς ομάδες σε συνεννόηση με τον διδάσκοντα και παρουσίαση στην τάξη με την ενεργή συμμετοχή όλων των φοιτητών.

Η συμμετοχή στην γραπτή εξέταση και τα εργαστήρια είναι υποχρεωτική.

 

 

1.      Σε περίπτωση παράδοσης ομαδικής εργασίας:

 

ΤΕΛΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ = (Βαθμός Γραπτού) x 0.55 + (Βαθμός Εργαστηριακών Ασκήσεων) x 0.25 + (Βαθμός Ομαδικής Εργασίας) x 0.2

 

2.      Σε αντίθετη περίπτωση: 

ΤΕΛΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ = (Βαθμός Γραπτού) x 0.7 + (Βαθμός Εργαστηριακών Ασκήσεων) x 0.3

Διδάσκοντες

K. Α. Χαριτίδης, Καθηγητής, Σχολή Χημικών Μηχανικών


           

 

Διδακτικά Βοηθήματα

 

Σημειώσεις Μαθήματος ‘ΝΑΝΟΔΟΜΕΣ & ΝΑΝΟΫΛΙΚΑ - Σύνθεση, Ιδιότητες & Εφαρμογές’, Κ.A. Χαριτίδης, Αθήνα 2012

 



Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.