Είσοδος μελών

Προπτυχιακά Μαθήματα

Νανοδομές και Νανοϋλικά


Περιγραφή Μαθήματος

Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές, την τεχνολογία ανάπτυξης και χαρακτηρισμού νανοϋλικών με επιθυμητές ιδιότητες και λειτουργικότητα. Έμφαση δίνεται στη χρήση των νανοϋλικών σχεδόν σε κάθε κατηγορία προϊόντων. Μερικοί από τους τομείς που βρίσκουν εφαρμογές τα νανοϋλικά είναι οι εξής: αισθητήρες, βιοτεχνολογία, μικροηλεκτρονική, επιφανειακή κατεργασία-προστασία υλικών, χημικώς ενεργά υλικά (καταλυτικές επικαλύψεις, corrosion resistant coatings, κτλ.), ηλεκτρονικοί υπολογιστές, τηλεπικοινωνίες, οπτοηλεκτρονική, οπτική (ανακλαστικές, αντι-ανακλαστικές επικαλύψεις, απορροφητικές επικαλύψεις, κτλ), εφαρμογές μεγάλης κλίμακας (συσκευασία, εύκαμπτες ηλεκτρονικές διατάξεις - επίπεδες οθόνες απεικόνισης, φωτοβολταϊκά στοιχεία, glassbuildings, διακοσμητική κτλ.)

Ύλη

  1. Φαινόμενα νανοκλίμακας: Υπερμοριακή Οργάνωση – Η αρχή: Μετακίνηση ενός ατόμου από μια επιφάνεια – Φαινόμενα Σήραγγας – Ενδομοριακές Δυνάμεις – Επιφάνειες, Ενδοεπιφάνειες – Αυτοοργάνωση και Ανασυγκρότηση Επιφάνειας.
  2. Ιδιότητες και κατηγορίες νανοϋλικών: 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. Ειδικές κατηγορίες νανοϋλικώνΦουλερένια/Σύνθεση, Ιδιότητες και Εφαρμογές – Νανοσωλήνες/ Σύνθεση, Ιδιότητες   και Εφαρμογές – Δενδριμερή.
  4. Μέθοδοι χαρακτηρισμού νανοϋλικώνΜικροσκοπία – 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 (MagneticForce Microscopy-MFM) – Περίθλαση ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας –Ηλεκτρονική φασματοσκοπία Auger (Auger Electron Spectroscopy-AES) – Φασματοσκοπία ενεργειακών απωλειών ηλεκτρονίων (EELS) – Φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων (XPS) – Φασματοσκοπία Raman
  5. Τεχνικές σύνθεσης νανοϋλικώνΤεχνική 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.

Εργαστηριακές Ασκήσεις

Άσκηση 1: Σύνθεση νανοσωλήνων άνθρακα μέσω χημικής απόθεσης ατμών

Άσκηση 2:

α) Νανομηχανικές ιδιότητες – Μικροσκόπιο σάρωσης ακίδας (SPM)

β) Μικροσκόπιο ατομικών δυνάμεων (AFM)

Άσκηση 3: Σύνθεση νανοσωματιδίων με την τεχνική Sol – Gel

Άσκηση 4: Υδροφοβικότητα – υδροφιλικότητα επιφανειών – Μέτρηση γωνίας επαφής (Contact angle) 

 

Μάθημα Επιλογής 7ου εξαμήνου - Κ. Χαριτίδης

http://mycourses.ntua.gr/courses/CHEM1005/


Πίσω