ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 2003-2004 |
![]() |
![]() |
![]() |
Μ. Γιώτη, Σ. Λογοθετίδης 1. "(Φασματοσκοπική) Mελέτη των μηχανισμών προσρόφησης πρωτεϊνών σε ποικίλα υποστρώματα και χρήση τους σε βιοαισθητήρες ή/και microarrays." (Το θέμα αυτό έχει ανατεθεί) Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας προβλέπεται να πραγματοποιηθεί η συστηματική μελέτη των μηχανισμών και των ιδιοτήτων προσκόλλησης και προσρόφησης των βασικών πρωτεϊνών του αίματος σε υλικά που χρησιμοποιούνται ήδη σε ιατρικές εφαρμογές καθώς και σε νέα υποψήφια υλικά. Οι κύριες παράμετροι που θα μελετηθούν θα αναφέρονται στην συγκέντρωση των πρωτεϊνικών διαλυμάτων, στις ιδιότητες των υποστρωμάτων όπως τραχύτητα, υδρόφιλη ή υδρόφοβη επιφάνεια, καθώς και στο χρόνο έκθεσης των υποστρωμάτων στα διάφορα διαλύματα. Η πειραματική μελέτη θα βασιστεί στην τεχνική της φασματοσκοπικής ελλειψομετρίας με τη οποία θα ληφθούν ex-situ μετρήσεις από το IR μέχρι το FUV, αλλά και in-situ & real-time μετρήσεις για την παρακολούθηση της εξέλιξης της ανάπτυξης του πρωτεϊνικού στρώματος. Κατά περίπτωση θα εφαρμοστούν και συμπληρωματικές τεχνικές χαρακτηρισμού για την ερμηνεία των ελλειψομετρικών δεδομένων και αποτελεσμάτων (XRR, XDS, AFM). Ι. Μισιρλής, Σ. Λογοθετίδης, Π. Πατσαλάς 2. "Λεπτά υμένια DLC ή a-C και a-C:H (σε πολυμερικά υλικά) ως βιοσυμβατές και αντιμικροβιακές επικαλύψεις για ποικίλες εφαρμογές" Τα υμένια άμορφου άνθρακα (a-C) και άμορφου υδρογονωμένου άνθρακα (a-C:H), που αναπτύσσονται σε πολυμερικές μεμβράνες, είναι πολλά υποσχόμενα υλικά ως επιστρώματα φραγμού (barrier layers) και βιοσυμβατές προστατευτικές επικαλύψεις για συσκευασία ιατρικών σκευασμάτων (medical packaging). Στην παρούσα εργασία θα αναπτυχθούν υμένια a-C και a-C:H σε διάφορες πολυμερικές μεμβράνες (PET, PEN, OPP, etc) και θα μελετηθούν τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά με AFM και XRR/XDS, οι οπτικές τους ιδιότητες και η βιοσυμβατότητά τους. Θα μελετηθεί η επιφανειακή μορφολογία τους και οι ιδιότητες της διεπιφάνειας άνθρακα/πολυμερούς.
3. "Ανάπτυξη και μελέτη μικροδομικών και μηχανικών ιδιοτήτων πολυστρωματικών υμενίων TiN/CrN και υμενίων με βάση τον άνθρακα." Τα τελευταία χρόνια το βιομηχανικό και ερευνητικό ενδιαφέρον για επικαλύψεις και υμένια μηχανολογικών εφαρμογών έχει εστιαστεί στην βελτίωση των ιδιοτήτων επικαλύψεων νιτριδίων μεταβατικών μετάλλων (CrN, TiN), καρβιδίων (TiC) και άνθρακα κλπ. Στις διάφορες μεθόδους που έχουν αναπτυχθεί για το σκοπό αυτό συμπεριλαμβάνονται η χρήση μεταβαλλόμενων παραμέτρων εναπόθεσης, η χρήση εναλλακτικών νιτριδίων, κραμάτων και σύνθετων υπερπλεγματικών δομών, δομών δηλαδή που αποτελούνται από διαδοχικά στρώματα δύο διαφορετικών νιτριδίων. Στην τελευταία κατηγορία ανήκουν κατά κύριο λόγο τα συστήματα CrN\TiN, TiN\NbN, CrN\AlN, αλλά και άνθρακα co-sputtered με μέταλλα (π.χ. Cr) κλπ.. Οι επικαλύψεις που προκύπτουν από τα παραπάνω συστήματα εμφανίζουν εξαιρετικά βελτιωμένες μηχανικές και χημικές ιδιότητες. Ειδικότερα, υπερπλεγματικές δομές που αποτελούνται από στρώματα πάχους μερικών nm εμφανίζουν υπερυψηλή σκληρότητα, που οι τιμές της (>50 GPa) είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές των μονοστρωματικών νιτριδίων (30-50 GPa). Στην Διπλωματική εργασία θα αναπτυχθούν σε διαφορετικές συνθήκες πολυστρωματικά υμένια TiN/CrN και C/Cr με την τεχνική CFUMS, θα μελετηθεί η μικροδομή τους και θα προσδιορισθούν οι μηχανικές ιδιότητες τους, με την διάταξη νανοσκληρομέτρησης (Νanoindenter XP). Οι ιδιότητες των πολυστρωματικών υμενίων TiN/CrN θα συγκριθούν με αυτές των TiN και CrN και θα μελετηθεί ο μηχανισμός ενίσχυσης των μηχανικών τους ιδιοτήτων σε συνδυασμό με τα μικροδομικά χαρακτηριστικά τους.
4. "Οξείδια μετάλλων μεταπτώσεως και σπανίων γαιών: ανάπτυξη, ιδιότητες και εφαρμογές" Η συνεχής τάση σμίκρυνσης των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και διατάξεων CMOS σε όρια που αγγίζουν τη νανοκλίμακα έχει προκαλέσει το επιστημονικό ενδιαφέρον και τη βιομηχανική απαίτηση για τη διερεύνηση και παραγωγή νέων, μονωτικών οξειδίων, εναλλακτικών του SiO2, τα οποία να παρουσιάζουν χημική και θερμική ευστάθεια και υψηλή διηλεκτρική συμπεριφορά. Τα πλέον υποσχόμενα υποψήφια υλικά για αυτές τις εφαρμογές είναι τα οξείδια μετάλλων μεταπτώσεως (ZrO2, TiO2, HfO2) ή σπάνιων γαιών (CeO2). Στα πλαίσια αυτής της εργασίας θα παρασκευαστούν οξείδια υψηλής διηλεκτρικής σταθεράς με συνθήκες συμβατές με τις συνθήκες παραγωγής των κυκλωμάτων CMOS. Θα διενεργηθεί επίσης μελέτη των οπτικών και ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων και θα διεξαχθεί μια συγκριτική μελέτη των διαφόρων οξειδίων.
5. "Δημιουργία διατεταγμένων, τρισδιάστατων συστοιχιών νανοσωματιδίων πυριτίου σε μήτρα οξειδίου του πυριτίου: φαινόμενα μεγέθους στις ηλεκτρονικές ιδιότητες" Αντικείμενο μελέτης στην εργασία αυτή αποτελεί η εφαρμογή μη καταστρεπτικών οπτικών τεχνικών και σύγχρονων μεθόδων ανάλυσης για την μελέτη των ιδιοτήτων νανοδομών Si σε μήτρα SiO2. Τα συστήματα αυτά αποτελούν αντικείμενο μελέτης τα τελευταία χρόνια λόγω της ιδιαίτερα αυξημένης εφαρμογής τους σε ηλεκτρονικές διατάξεις, όπως lasers και solar cells. Σημαντικό πειραματικό και θεωρητικό ενδιαφέρον έχει εκδηλωθεί για την κατανόηση των οπτικών ιδιοτήτων αυτών των ημιαγωγικών νανοσυστημάτων. Η διαδικασία για την παρασκευή των νανοδομών Si περιλαμβάνει την εναπόθεση λεπτών υμενίων SiO2 πάνω σε υποστρώματα c-Si και την διαδοχική θέρμανση τους σε υψηλές θερμοκρασίες, διαδικασία που είναι συμβατή με την καθιερωμένη με τις σύγχρονες διαδικασίες παρασκευής ολοκληρωμένων συστημάτων. Τέτοια λεπτά υμένια SiO2 που περιέχουν νανοδομές Si εμφανίζουν photoluminescence και electroluminescence τόσο στην ορατή όσο και στην υπέρυθρη φασματική περιοχή. Τα θέματα που θα πρέπει να μελετηθούν και να λυθούν στα πλαίσια της εργασίας αυτής είναι: 6. "Μελέτη των οπτικών ιδιοτήτων, της διάταξης και του προσανατολισμού των μορίων πολυμερικών υλικών και υμενίων" Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας προβλέπεται να πραγματοποιηθεί μία ολοκληρωμένη μελέτη διαφόρων τύπων πολυμερικών υλικών με στόχο την συστηματική διερεύνηση των οπτικών ιδιοτήτων και των ηλεκτρονικών μεταπτώσεων καθώς και την εξάρτηση και συσχέτιση αυτών με το ιδιάζων χημικό περιβάλλον και το είδος των χημικών δεσμών. Παράλληλα, θα μελετηθεί η επίδραση της διάταξης και του προσανατολισμού των μοριακών αλυσίδων στις ιδιότητες που εμφανίζουν τα πολυμερικά υλικά, και στην μορφολογία της επιφάνειάς τους και ο συσχετισμός τους με τις μηχανικές & τριβολογικές ιδιότητές τους.
7. "Μελέτη μηχανισμών προσρόφησης "βιολογικών μορίων" σε ποικίλα υποστρώματα με SPM τεχνικές (AFM, SP, AFAM ...) για stents και άλλες βιοιατρικές εφαρμογές." Ιmpact of protein & bacterial adsorption: The dependence of adsorption on chemical composition, surface structure, and surface tension of the biomaterial will be investigated. Also, the compatibility of polymer surfaces in contact with blood and the changes of the amount of adsorbed protein with the surface composition changes will be investigated.
8. "Functionalization & Biofunctionalization (Τροποποίηση και διαμόρφωση) πολυμερικών επιφανειών με ιοντική ακτινοβόληση για βιοιατρικές εφαρμογές." Polymeric materials can be used in many application areas due to their mechanical (e.g. elastic) characteristics, chemical stability, and their light weight, as well as for their many design possibilities (ease to produce three-dimensional devices). Even in the fields of medicine and biotechnology many products are completely or partly made of polymers. In contact with biological systems, compatibility of these materials is not always given. To fulfill the requirements for medical applications, the surfaces have to be modified. Plasma techniques are demonstrated as an appropriate tool for the generation of the demanded surface properties. About 80% of the polymeric materials used in medical technology are low cost commodity polymers like polypropylene, polyethylene, PVC, and polystyrene, while only 20% are so-called technical plastics. The former are mainly used for packaging. Polystyrene, due to its optical clarity, is frequently also used for diagnostic applications.
9. "Δημιουργία και χαρακτηρισμός επιφανειών (σε πολυμερικά και ανόργανα υλικά) με αντιμικροβιακές ιδιότητες" Οι τεχνολογικές εφαρμογές βακτηριοκτόνων επικαλύψεων (antimicrobial coatings) περιλαμβάνουν υλικά συσκευασίας, ιατρικά προϊόντα, μικροεξαρτήματα, φίλτρα για συστήματα air-conditioning, κλπ. Οι μελλοντικές τεχνολογίες των μικροεξαρτημάτων πολύπλοκης γεωμετρίας (π.χ. λεπίδες, χειρουργικά εργαλεία, εμφυτεύματα, κλπ) θα εστιαστούν στο λιπαντικό πολυμερικό και/ή οργανικό επιφανειακό υμένιο που θα τα καλύπτει και στην απαίτηση για εξαιρετικές μηχανικές, αντι-διαβρωτικές και βακτηριακές ιδιότητες αυτού του υμενίου. Οι απαιτήσεις για αυτά τα επιφανειακά υμένια είναι η εξασφάλιση ικανοποιητικής και μη-καταστροφικής επαφής με το ανθρώπινο δέρμα και ιστούς, η βιοσυμβατότητά τους ενώ θα πρέπει να προσκολληθούν ισχυρά στα ανόργανα υποστρώματα που θα αναπτυχθούν (μεταλλικά ή κεραμικά). Τα επιφανειακά πολυμερικά υμένια μικροεξαρτημάτων πολύπλοκης γεωμετρίας αναπτύσσονται με τεχνικές υγρού πολυμερισμού ή με ψεκασμό πολυμερούς, που ακολουθείται από ανόπτηση για τον σχηματισμό ενός λεπτού πολυμερικού υμενίου. Συνήθως, πριν την εναπόθεση του πολυμερούς, προηγείται η εναπόθεση ενός ανόργανου υμενίου στο μικροεξάρτημα για τη βελτίωση των τριβολογικών του ιδιοτήτων. Το βασικό πρόβλημα είναι ο σχηματισμός μίας ασθενούς διεπιφάνειας μεταξύ του οργανικού και του πολυμερικού υλικού, με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά η προσκόλληση του πολυμερικού υμενίου στο ανόργανο υπόστρωμα και να αποκολλείται σχετικά εύκολα από το μικροεξάρτημα με προφανείς συνέπειες στην λειτουργικότητά του. Ν. Φράγκης, Π. Πατσαλάς 10. "Νανοδομικός χαρακτηρισμός και μελέτη λεπτών και πολυστρωματικών υμενίων με τεχνικές μικροσκοπίας (ηλεκτρονική & AFM)" Σ. Λογοθετίδης 11. "Thin Film Technology: Future development and Prediction" Δ. Κυριακίδης, Σ. Λογοθετίδης 12. "Χρωματογραφικά υλικά για την μελέτη προσρόφησης πρωτεϊνών." Μία νέα τάξη "υβριδίων οργανικών-ανόργανων νανοσυνθετικών υλικών" συντίθεται με επίθεση διαφόρων στοιβάδων πολυμερών σε σίλικα σε λεπτό διαμελισμό υπό μορφή νανοσωματιδίων. Τα υλικά αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προσρόφηση πρωτεϊνών και στη συνέχεια μελέτη της διαδικασίας προσρόφησης και των παραμέτρων που την επηρεάζουν καθώς και των διαμορφωσιακών αλλαγών που υφίστανται οι πρωτεΐνες κατά την διαδικασία της προσρόφησης.
13. "Παραγωγή βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών στο θερμόφιλο βακτήριο τ. Thermophilus" Τα πολυ-υδροξυαλκανοϊκά είναι μια τάξη πολυεστέρων που συντίθενται από πολλά βακτήρια ως ενδοκυττάρια αποθηκευτικά υλικά άνθρακα. Αναλύσεις αυτών των πολυεστέρων δείχνουν ότι εμφανίζουν δύο κύριες ενδιαφέρουσες ιδιότητες την βιοαποικοδομησιμότητα και την βιοσυμβατότητα. Έχει βρεθεί ότι το πολυυδρο-ξυβουτυρικό είναι βιοσυμβατό δεδομένου ότι το υδροξυβουτυρικό είναι κανονικό συστατικό του αίματος. Οι εφαρμογές αυτών των πολυμερών ανάλογα με την σύστασή τους είναι πολλαπλές όπως κατασκευή μικροσφαιριδίων για τον εγκλωβισμό αντιβιοτικών ή άλλων θεραπευτικών συστατικών όπως πρωτεϊνών, πεπτιδίων, ως φορείς διανομής φαρμάκων, μεμβρανών για αναγέννηση δέρματος, εμφυτευμάτων κλπ. Α. Κωνσταντόπουλος 14. "Μαθηματική Προσομοίωση Κυψελλοειδών Αντιδραστήρων: Αλληλεπιδράσεις Φαινομένων Μεταφοράς και Χημικής Κινητικής σε Νανοκαταλυτικά Υποστρώματα" Α. Κωνσταντόπουλος 15. "Μαθηματική Προσομοίωση Φαινομένων Μεταφοράς, Επικάθησης και Αντιδράσεων Νανοσωματιδίων σε Πορώδεις Δομές" Εικονική ανακατασκευή πορωδών δομών από διαδοχικές τομές μικροφωτογραφιών και προσομοίωση φαινομένων ροής αερίων, μεταφοράς, επικάθησης και αντιδράσεων νανοσωματιδίων σε αυτές τις δομές. Ζ. Σκούρας 16. "Ανίχνευση μεταλλάξεων σε ασθενείς με πολυκυστική νόσο των νεφρών με τη χρήση μοριακών μεθόδων γενετικής μηχανικής''
Δ. Κυριακίδης 17. "Καθήλωση ενζύμων (λυάσης της πηκτίνης) σε αδιάλυτους φορείς" Η καθήλωση κυττάρων ή ενζύμων σε αδιάλυτους φορείς αποτελεί ένα από τα αντικείμενα της βιοτεχνολογίας με ευρύτατες εφαρμογές στη βιομηχανία. Αποσκοπεί στη σταθεροποίηση των ενζύμων και τη δυνατότητα χρησιμοποίησής τους σε περισσότερους κύκλους λειτουργίας μιας βιομηχανικής μονάδας, αφού το ένζυμο-καταλύτης ανακτάται μετά την παραγωγή του προϊόντος. Θεοδώρα Χολή Παπαδοπούλου 18. "Διερεύνηση της δομής της πρωτείνης HPNAP ως πρωτείνη σύντηξης ή ως GFP-HPNAP και μελέτη της λειτουργικότητάς της." Η φλεγμονή που προκαλείται από το ελικοβακτήριο του πυλωρού αποδίδεται και στην πρωτείνη HPNAP (Helicobacter Pylori neutrophil activating protein) που είναι ένα ισχυρό αντιγόνο. Η πρωτείνη αυτή ρυθμίζει τα μόρια των CD11b/CD18 σειρών σε ουδετερόφιλα προκαλώντας αύξηση της δέσμευσής τους στο ενδοθήλιο και η αλληλεπίδρασή της αυτή αναστέλλεται από διάφορα γλυκοπαράγωγα, που αφθονούν στα ανθρώπινα ουδετερόφιλα. Ανδρούλα Νασιοπούλου 19. "Χαρακτηρισμός μικρομηχανικών αισθητήρων και μικρορευστομηχανικών διατάξεων" Στα πλαίσια της εργασίας αυτής θα γίνει ο χαρακτηρισμός καινοτόμων διατάξεων που αναπτύχθηκαν πρόσφατα στο Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής, για τους οποίους έχει υπάρξει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, με σκοπό την ανάπτυξη εφαρμογών. Οι διατάξεις αυτές αφορούν: Ευάγγελος Γογγολίδης, Αγγελική Τσερέπη 20. "Μικρο-ρευστομηχανικές διατάξεις με βάση σιλικόνες (PDMS)." Οι μικρορευστομηχανικές διατάξεις αποτελούνται από μικροκανάλια, μικροαντλίες και άλλα στοιχεία ροής σε διαστάσεις μικρομέτρων. Ρευστά διαλύματα πρωτεινών, ή κυττάρων, ή χημικών οδεύουν σε μικροποσότητες (μικρο-νανολίτρα) στα κανάλια και οδηγούνται σε διαχωρισμούς, ή αντιδράσεις ή ανιχνεύσεις. Σκοπός είναι η σμίκρυνση του χημικού ή βιοχημικού εργαστηρίου σε μικροκλίμακα για ταχύτερη και οικονομικότερη χημική ή βιολογική ή χημική ανάλυση.
21. "Σύνθεση καταλυτικών κόνεων μικτών οξειδίων μέσω αυτό-προωθούμενων αντιδράσεων, χαρακτηρισμοί και αξιολόγηση σε καταλυτικές διεργασίες αέριας αντιρρύπανσης" Η Αυτό-προωθούμενη Σύνθεση Υψηλών Θερμοκρασιών (Self-Propagating High-Temperature-SHS ή Combustion Synthesis) είναι μία εναλλακτική μέθοδος σύνθεσης υλικών που βασίζεται στο ότι ισχυρότατα εξώθερμες χημικές αντιδράσεις (όπως οι αντιδράσεις σύνθεσης οξειδίων, νιτριδίων και καρβιδίων από τα συστατικά τους) αν αρχίσουν τοπικά, μπορούν οι ίδιες κατόπιν να παράγουν το απαιτούμενο ποσό θερμότητας για την διατήρηση και ολοκλήρωση τους, σχηματίζοντας ένα 'μέτωπο' αντίδρασης υψηλής θερμοκρασίας ('φλόγα') που προχωρεί δια μέσου της μάζας των στερεών αντιδρώντων με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Με αυτόν τον τόπο συντίθενται στο μέτωπο της φλόγας προϊόντα σε χρόνους της τάξεως των δευτερολέπτων, ενώ παρακάμπτεται η ανάγκη κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας. Οι κόνεις που παράγονται με αυτήν την μέθοδο παρουσιάζουν αυξημένη 'δραστικότητα' και συνεπώς, μεταξύ άλλων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν καταλύτες. Η συγκεκριμένη εργασία περιλαμβάνει την σύνθεση καταλυτικών σωματιδίων μικτών οξειδίων (ντοπαρισμένων οξειδίων και περοβσκιτών) και την αξιολόγησή τους σε καταλυτικές διεργασίες αέριας αντιρρύπανσης. Η.Χ. Αϋφαντής, Α. Κωνσταντινίδης 22. "The structure and extent of dislocation cores and spacings at interfaces"
23. "Application of Gradient Elasticity and Gradient Plasticity to Micro/Nanoindentation and Size-dependent Hardness"
24. "The Hall-Petch Equation at the Nanoscale"
25. "Abnormal Diffusion in Nanocrystals"
26. "Deformation and Fracture of Nanotubes"
27. "Diffusion and Transport in Nanotubes" Η.Χ. Αϋφαντής, Α. Κωνσταντινίδης 28. "Folding and Separation of Nanobiomembranes"
29. "Diffusion and Transport in Nanobiomembranes" Application of the methods employed in #1 - #4 to describe diffusion and transport in biomembranes and proteins. Π. Αργυράκης 30. "Αnomalous diffusion in nano-structures using computer simulation methods" Π. Αργυράκης 31. "Diffusion in disordered materials and fractal structures" 32. "Diffusion properties in complex nano-systems and systems with low-dimensional structures" |