Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
1 - 5 of 540
- ItemOpen AccessΠαρασκευή και χαρακτηρισμός ημικρυσταλλικών νανοσύνθετων πολυγαλακτικού οξέος νανοσωλήνων αλλοϋσίτη(2023-11)Το πολυ(γαλακτικό οξύ) PLA, είναι ένα ημικρυσταλλικό, βιοαποικοδομήσιμο και βιοσυμβατό πολυμερές που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Επιπλέον, εμφανίζει πολυμορφισμό στην κρυσταλλική φάση με τις δύο πιο κοινές κρυσταλλικές φάσεις, α και α΄, να προσφέρουν διαφορετικές μηχανικές, θερμικές ιδιότητες και ιδιότητες φραγμού του βιοπολυμερούς ανάλογα με το ποιες φάσεις είναι παρούσες και σε ποια σύσταση. Η πιο σταθερή α-κρυσταλλική φάση παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω του υψηλότερου βαθμού κρυσταλλικότητάς και των βελτιωμένων μηχανικών ιδιοτήτων που παρουσιάζει. Επιπλέον, η ενσωμάτωση νανοσωλήνων Αλλοϋσίτη (HNTs) ως νανοέγκλεισμα σε μήτρες PLA έχει δείξει πολλά υποσχόμενες δυνατότητες βελτίωσης των μηχανικών, θερμικών και ιδιοτήτων φραγμού των νανοσύνθετων που προκύπτουν. Σε αυτή την εργασία, τα βιονανοσύνθετα φιλμ PLA/HNTs παρασκευάστηκαν με διαδικασία εξώθησης τήγματος χρησιμοποιώντας διαφορετικές συγκεντρώσεις (0, 1, 3, 5, 7 και 10 wt.%) HNTs. Άμορφα δείγματα, καθώς και ημικρυσταλλικά δείγματα που υποβλήθηκαν σε κρυστάλλωση από το τήγμα στους 120°C για 2 ώρες και μελετήθηκαν μέσω διαφόρων πειραματικών τεχνικών. Η διασπορά και η τάση για σχηματισμό συσσωματωμάτων των HNTs μελετήθηκε μέσω SEM σε διατομές δειγμάτων που είχαν κατατμηθεί μετά από ψύξη σε υγρό άζωτο για όλες τις συγκεντρώσεις. Μέσω της τεχνικής XRD επιβεβαιώσαμε τον σχηματισμό της α-φάσης κρυσταλλιτών στα δείγματα που κρυσταλλώσαμε για 2 ώρες στους 120°C. Το κύριο αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι ο προσδιορισμός των πολυμερών κλασμάτων, δηλαδή το Κρυσταλλικό Κλάσμα (CF), το Κλάσμα Ευκίνητου Άμορφου Πολυμερούς (MAF) και το Κλάσμα Άκαμπτου Άμορφου Πολυμερούς (RAF) ως συνάρτηση της περιεκτικότητας σε HNTs. Η ποσοτικοποίηση του κλάσματος ακολουθεί το καθιερωμένο μοντέλο τριών φάσεων σύμφωνα με το οποίο (CF + MAF + RAF = 1) λαμβάνοντας επιπλέον υπόψη ότι στην περίπτωση ημικρυσταλλικών νανοσύνθετων, το συνολικό RAF μπορεί να εκφραστεί από δύο συνεισφορές, μία από το RAF που σχηματίζεται γύρω από τους κρυσταλλίτες (RAFcrystal) και μία από το RAF που σχηματίζεται γύρω από το έγκλεισμα (RAFfiller) δηλ. RAF = RAFfiller + RAFcrystal. Η ποσοτικοποίηση των πολυμερικών κλασμάτων πραγματοποιήθηκε μέσω της ανάλυσης των θερμογραφημάτων DSC άμορφων και ημικρυσταλλικών δειγμάτων. Μια άλλη προσέγγιση για τον υπολογισμό του MAF βασίζεται σε μετρήσεις BDS μέσω της σύγκρισης της έντασης του μηχανισμού της α-χαλάρωσης για το άμορφο καθαρό PLA με την αντίστοιχη ένταση του μηχανισμού για τα ημικρυσταλλικά δείγματα. Το πρωτόκολλο των διηλεκτρικών μετρήσεων που ακολουθήθηκε περιλαμβάνει ισόθερμες σαρώσεις των αρχικά άμορφων δειγμάτων στο θερμοκρασιακό εύρος -60°C με 160°C, ταχεία ψύξη στους 120°C όπου πραγματοποιήθηκε ισόθερμη κρυστάλλωση για 2 ώρες και στη συνέχεια, ψύξη στους -60°C για την καταγραφή των αντιστοίχων ισόθερμων σαρώσεων για τα ημικρυσταλλικά δείγματα. Μέσω των φασμάτων Διηλεκτρικής Φασματοσκοπίας σε ένα μεγάλο εύρος μας δίνεται η δυνατότητα να προσδιορισμού των μηχανισμών χαλάρωσης που συνεισφέρουν και της ανάλυσης της δυναμικής τους.
- ItemOpen AccessΑστεροειδή χρωμοφόρα μόρια : φωτοφυσική από τα fs έως τα ns(2023-10)Τα μόρια της μορφής δότη-αποδέκτη(donor-acceptor) σε σχήμα αστεριού (Y) έχουν ελκυστικά χαρακτηριστικά, όπως εξαιρετικές ιδιότητες συλλογής φωτός, ενισχυμένη κβαντική απόδοση φθορισμού και πολύ καλές μη γραμμικές οπτικές (NLO) ιδιότητες λόγω συνεκτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των χρωμοφόρων τους. Έχουν διάφορες εφαρμογές στη μη γραμμική οπτική, σε οργανικά φωτοβολταϊκά, σε διόδους εκπομπής φωτός και σε αισθητήρες. Οι ιδιότητες αυτών των μορίων επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από το μοριακό περιβάλλον και ακόμη και από μικρές τροποποιήσεις στη μοριακή δομή. Αυτά τα συστήματα αποτελούνται από έναν πυρήνα με τρεις προσαρτημένες χρωμοφορικές μονάδες. Δύο διαφορετικές τοπολογίες βρίσκονται υπό διερεύνηση, σχετικά με τους υποκαταστάτες πυρήνα και περιφέρειας: D-(π-A)3 ή A-(π-D)3, όπου το D αντιπροσωπεύει ομάδες-δότες ηλεκτρονίων και το A αντιπροσωπεύει ομάδες-αποδέκτες ηλεκτρονίων. Αυτά τα δομικά στοιχεία διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό της ισχύος της ενδομοριακής μεταφοράς φορτίου (ICT), μιας διαδικασίας που είναι υπεύθυνη για τα φαινόμενα ταχείας ηλεκτρονικής χαλάρωσης και ανακατανομής της ενέργειας. Ο απώτερος στόχος είναι η ελαχιστοποίηση των απωλειών ενέργειας και η αποτελεσματική διαχείριση της διαδικασίας μεταφοράς εξιτονίων, ξεπερνώντας άλλα ανταγωνιστικά κανάλια αποδιέγερσης. Λόγω των ιδιαίτερων και συντονίσιμων ιδιοτήτων τους, τα συζευγμένα π-συστήματα που περιέχουν τμήματα δότη-αποδέκτη αντιπροσωπεύουν μια πολύ ελκυστική ομάδα οργανικών υλικών. Στο πρώτο μέρος αυτής της εργασίας, ένα σύνολο μορίων με πυρήνα τριφαινυλαμίνης που δρα ως δότης ηλεκτρονίων και περιφερειακό υποκαταστάτη δέκτη βενζοθειαζόλης συντέθηκε και μελετήθηκε για τις οπτικές και μη γραμμικές οπτικές ιδιότητές τους. Έγινε σύγκριση μεταξύ δύο ισομερών μορίων που έχουν διαφορετική κατεύθυνση της βενζοθειαζόλης με άλλα δύο ισομερή μόρια που έχουν προσθετικούς περιφερειακούς αποδέκτες ηλεκτρονίων και των διπολικών αναλόγων των τελευταίων. Ο στόχος ήταν να βρεθεί ποιος είναι ο καλύτερος υποψήφιος για εφαρμογές στη μη γραμμική οπτική. Για να γίνει αυτή η σύγκριση, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες πειραματικές τεχνικές όπως φασματοσκοπία απορρόφησης και φασματοσκοπία φθορισμού, φασματοσκοπία απορρόφησης και φθορισμού με ανάλυση χρόνου και φασματοσκοπία διφωτονικά διεγερμένου φθορισμού. Στο δεύτερο μέρος αυτής της εργασίας, ένα σύνολο μορίων με πυρήνα τριφαινυλαμίνης εξετάστηκαν για τις φωτοφυσικές τους ιδιότητες. Δύο από αυτά ήταν ισομερή με τους αποδέκτες στην περιφέρεια να βρίσκονται σε διαφορετική θέση στο μόριο και ένα από αυτά είχε τους ίδιους αποδέκτες απλά σε μεγαλύτερο ποσοστό. Η ποικιλία των φωτοφυσικών ιδιοτήτων που επέδειξαν αποδεικνύει ότι υπάρχει υψηλός βαθμός ευελιξίας στις ιδιότητές τους λόγω τέτοιων μικρών δομικών αλλαγών, καθιστώντας τους έτσι πιθανούς υποψηφίους για πολλές εφαρμογές στη φωτονική.
- ItemOpen AccessCanonical quantum gravity and the Ashtekar variables(2023-10-26)In physics, Canonical Quantum Gravity is an attempt to quantize the canonical formulation of General Relativity (or canonical gravity). On the other hand, Ashtekar variables describe canonical General Relativity in terms of a new pair canonical variables closer to that of gauge theories. These variables provide what is called the connection representation of canonical General Relativity, which led to the loop representation of quantum General Relativity. In this work, using the Wilson loops for Ashtekar's connection (through the concept of holonomy) we will find solutions to the constraints arising from the canonical quantization of gravity.
- ItemOpen AccessEvaluation of satellite estimates of solar energy using ground-based measurements(2023-07-20)The utilization of solar energy plays a key role in our effort to achieve the goal of independence from fossil fuels. Solar resource assessment and solar energy nowcasting provides information necessary for the management and enhancement of the energy distribution network. Cloudiness, which significantly affects the propagation of solar irradiance through the atmosphere, due to its spatial and temporal variability is a dominant difficulty for solar resource forecasting/nowcasting. A solar energy nowcasting tool is implemented through the construction of a multi-parametric function which aims to approach the Cloud Modification Factor (CMF) and is evaluated using ground-based measurements of Global Horizontal Irradiance (GHI) and Cloud Camera images retrieved from a campaign held in Athens (Greece) for one year period (December 2020 – December 2021) in the framework of the “Atmospheric parameters affecting Spectral solar Irradiance and solar Energy” (ASPIRE) project. The model uses input data from Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) for aerosol optical properties and satellite images retrieved from EUMETSAT’s Meteosat Second Generation (MSG) for cloud impact with a 15-minutes temporal resolution. The accuracy of the CMF – based algorithm is compared with the accuracy of Solar Energy Nowcasting System (SENSE). The aim of this study is to evaluate the outputs of the implemented CMF-based estimation algorithm using ground-based measurements of GHI as well as cloud sky coverage and information about the visibility of the sun derived from algorithm processing cloud camera images. More specifically, we extracted systematic differences between the models and measurements by considering only clear sky scenes, we evaluated the accuracy of the estimations under different cloud conditions, we validated how integration at different time scales affects the accuracy of the estimations, and we examined the agreement between groundbased and satellite observations, considering the different viewing geometries, by distinguishing cases according to cloud coverage and the visibility of the Sun.
- ItemOpen AccessΦωτοφυσική και μη γραμμικές οπρικές ιδιότητες τετραπολικών χρωμοφόρων με τροποποιημένο πυρήνα βενζοθειαδιαζόλης(2023-06-21)Οργανικά μόρια δομής δότη – αποδέκτη – δότη παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον, λόγω των ξεχωριστών και καλά ελεγχόμενων οπτικών ιδιοτήτων που σε μεγάλο βαθμό οφείλονται στο φαινόμενο που ονομάζεται ενδομοριακή μεταφορά φορτίου (Intramolecular Charge Transfer, ICT). Λόγω των προαναφερθέντων ιδιοτήτων είναι ελπιδοφόρα υλικά σε εφαρμογές όπως οργανικά φωτοβολταϊκά, φωτοδίοδοι εκπομπής αλλά και ανίχνευσης φωτός και στη γραμμική οπτική. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής μου εργασίας, δύο ομάδες μορίων με πυρήνα-δέκτη βενζοθειαδιαζόλης και βενζοθειαζόλης συντέθηκαν και μελετήθηκαν ως προς τις οπτικές και μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες. Ειδικότερα, στο πρώτο μέρος της εργασίας συγκρίθηκαν οι ιδιότητες της τετραπολικής δομής σε σχέση με τη διπολική δομή μορίων με δότη ηλεκτρονίων τρι-αρυλαμίνη και αποδέκτη βενζοθειαδιαζόλη αλλά και την ισομερή δομή της ισο-βενζοθειαδιαζόλης. Οι ισομερείς αυτές δομές συγκρίθηκαν ως προς την αποτελεσματικότητα τους ως πυρήνες-δέκτες για μετρήσεις μη γραμμικής απορρόφησης. Ποικίλες πειραματικές τεχνικές, όπως φασματοσκοπία απορρόφησης-φθορισμού σταθερής κατάστασης, φασματοσκοπία φθορισμού χρονικής ανάλυσης, φασματοσκοπία απορρόφησης χρονικής ανάλυσης και φασματοσκοπία μη-γραμμικής απορρόφησης εφαρμόστηκαν και έδειξαν ισχυρή έκφραση μεγάλης γκάμας φωτοφυσικών φαινομένων στις τετραπολικές δομές, τα οποία τις καθιστούν ιδανικές για εφαρμογές μεταφοράς φορτίου, διφωτονικής μικροσκοπίας και imaging. Στο δεύτερο σκέλος της εργασίας, μία ομάδα από μόρια με πυρήνα βενζοθειαζόλης συμπληρωμένο με δομή bodipy (bodibtz) ελέγχθηκε για τα φωτοφυσικά χαρακτηριστικά της συναρτήσει των διαφόρων δομικών παραλλαγών στον πυρήνα και στα άκρα τους. Η ποικιλία των ιδιοτήτων που ανιχνεύθηκαν βάσει των συστηματικών αλλαγών στη δομή δείχνει ότι αυτά τα μόρια παρέχουν μεγάλη δυνατότητα συντονισμού των ιδιοτήτων και μπορούν να καλύψουν ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών.