Υβριδικά νανοϋλικά SCO : σύνθεση και επιφανειακή τροποποίηση για εφαρμογές στη [sic] τεχνολογία και βιοϊατρική
Loading...
Date
2026-06-15
Authors
Πολυμέρου, Αικατερίνη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη σύνθεση, επιφανειακή τροποποίηση και φυσικοχημική μελέτη νανοϋλικών δισθενούς σιδήρου Fe(II) που εμφανίζουν το φαινόμενο spin crossover (SCO), με πιθανές εφαρμογές σε «έξυπνα» λειτουργικά υλικά, τεχνολογίες μνήμης και βιοϊατρική. Μελετήθηκαν συστήματα γενικού τύπου [Fe(NH₂trz)₃]Cl₂ και [Fe(Htrz)₃(ClO₄)₂, αξιοποιώντας συνθετικά πρωτόκολλα ανάστροφων μικκυλίων σε συνδυασμό με πολυμερικές μήτρες και γραφενικά υποστρώματα. Η συστηματική βελτιστοποίηση των συνθετικών παραμέτρων οδήγησε στην επιτυχή μελέτη περίπου 70 διαφορετικών SCO νανοσωματιδίων με υψηλή αναπαραγωγιμότητα, καλή μορφολογία και σημαντική σταθερότητα έναντι οξείδωσης. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν δύο διαφορετικά άλατα Fe(II), δύο τριαζολικοί υποκαταστάτες, δύο πολυμερικές μήτρες (PEG και PPG121) και δύο γραφενικά υποστρώματα (GO και GONH), με στόχο τη βελτίωση της σταθερότητας και των μαγνητικών ιδιοτήτων των παραγόμενων SCO νανοϋλικών. Η χρήση πολυμερικών μητρών και ιδιαίτερα PEG επέτρεψε τη σημαντική σταθεροποίηση των υδατικών διασπορών, διατηρώντας την οξειδωτική κατάσταση Fe²⁺ για αρκετές ώρες. Παράλληλα, η παρουσία πολυμερικής μήτρας επηρέασε σημαντικά τη συνεργατικότητα του συστήματος, οδηγώντας σε ιδιαίτερα διευρυμένες θερμικές υστερήσεις. Η μεταβολή του χημικού περιβάλλοντος μέσω νόθευσης με Cu²⁺ και διαφορετικών αντισταθμιστικών ανιόντων επηρέασε σημαντικά τη μαγνητική συμπεριφορά των υλικών. Τα συστήματα με ClO₄⁻ παρουσίασαν ιδιαίτερα διευρυμένες και «τετράγωνες» θερμικές υστερήσεις εύρους ΔT ≈ 55–58 K, τιμές που συγκαταλέγονται στις μεγαλύτερες που έχουν αναφερθεί μέχρι σήμερα για SCO συστήματα Fe(II). Η ενσωμάτωση γραφενικών υποστρωμάτων GO και GONH στην in situ σύνθεση, οδήγησε σε υβριδικά νανοϋλικά με βελτιωμένη καθαρότητα και μαγνητική συμπεριφορά, καθώς και μετατόπιση της θερμικής υστέρησης προς φυσιολογικές θερμοκρασίες. Ο πλήρης φυσικοχημικός χαρακτηρισμός πραγματοποιήθηκε μέσω τεχνικών pXRD, FT-IR, UV-Vis, DSC, TGA, SQUID, TEM και SEM, επιβεβαιώνοντας τη δομή και τη διατήρηση του φαινομένου spin crossover στα παραγόμενα υλικά. Συνολικά, τα αποτελέσματα της εργασίας αναδεικνύουν τα SCO νανοσωματίδια Fe(II) ως ιδιαίτερα υποσχόμενα λειτουργικά υλικά για εφαρμογές σε αισθητήρες, τεχνολογίες μνήμης, θερμο-αποκρινόμενα συστήματα και βιοϊατρική.
Description
Keywords
Δισθενής σίδηρος, Νανοσωματίδια SCO, Τριαζολικοί υποκαταστάτες, Ανάστροφα μικκύλια, Γραφενικά υποστρώματα