Απορρόφηση υγρασίας σε πολυ(Ν-ισοπροπυλακρυλαμίδιο) με χρήση Arduino
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δάσιος, Κωνσταντίνος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δασκαλάκης, Ευάγγελος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κουζούδης, Δημήτριος | |
| dc.contributor.author | Δελάλης, Παναγιώτης | |
| dc.contributor.other | Delalis, Panagiotis | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-04T06:35:02Z | |
| dc.date.available | 2026-03-04T06:35:02Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-26 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Το πολυ(Ν-ισοπροπυλακρυλαμίδιο) (PNIPAM) αποτελεί ένα θερμοευαίσθητο πολυμερές, το οποίο παρουσιάζει αναστρέψιμη υδρόφιλη–υδρόφοβη μετάβαση σε θερμοκρασίες κοντά στους 32–35°C, γνωστή ως Κατώτερη Κρίσιμη Θερμοκρασία Διαλυτότητας (Lower Critical Solution Temperature – LCST). Κάτω από την LCST το PNIPAM εμφανίζει υδρόφιλη συμπεριφορά και διογκώνεται απορροφώντας νερό, ενώ πάνω από αυτή μετατρέπεται σε υδρόφοβο, οδηγώντας σε συρρίκνωση και αποβολή του ενσωματωμένου νερού. Οι ιδιότητες αυτές καθιστούν το υλικό ιδιαίτερα σημαντικό για εφαρμογές όπως έξυπνες υδρογέλες, συστήματα ελεγχόμενης αποδέσμευσης ουσιών, διαχωρισμούς και αισθητήρες υγρασίας. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη της ικανότητας του PNIPAM να απορροφά υγρασία σε θερμοκρασίες κάτω της LCST και να αποβάλει ή να μην απορροφά υγρασία σε θερμοκρασίες άνω της LCST. Η πειραματική διαδικασία βασίστηκε στη ζύγιση δοκιμίων PNIPAM πριν και μετά την τοποθέτησή τους σε ειδικά διαμορφωμένο θάλαμο ελεγχόμενων συνθηκών, προκειμένου να προσδιοριστεί η ποσότητα υγρασίας που απορροφήθηκε από το πολυμερές. Παράλληλα, αναπτύχθηκε και υλοποιήθηκε πειραματική διάταξη παρακολούθησης των περιβαλλοντικών παραμέτρων εντός του θαλάμου, μέσω αισθητήρων θερμοκρασίας, υγρασίας και πίεσης. Για την καταγραφή των μετρήσεων χρησιμοποιήθηκε μικροελεγκτής Arduino, με βασικό αισθητήρα υγρασίας και θερμοκρασίας τον DHT22, ο οποίος προσφέρει αξιόπιστη λειτουργία και ικανοποιητική ακρίβεια, επιτρέποντας τη συνεχή καταγραφή δεδομένων κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Επιπλέον, στο θεωρητικό μέρος παρουσιάζονται οι φυσικοχημικές ιδιότητες του PNIPAM και αναλύεται ο μηχανισμός της θερμοευαίσθητης μετάβασης μέσω της αλληλεπίδρασης των αμιδικών ομάδων με το νερό και της μεταβολής της εντροπίας και της ενθαλπίας μίξης. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ανάλυση των πειραματικών δεδομένων και εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τη συμπεριφορά του πολυμερούς σε διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας, επιβεβαιώνοντας τη σημαντική επίδραση της LCST στην απορρόφηση και αποβολή υγρασίας. | |
| dc.description.translatedabstract | Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) is a well-known thermoresponsive polymer, characterized by a reversible hydrophilic–hydrophobic transition at temperatures close to 32–35°C, known as the Lower Critical Solution Temperature (LCST). Below the LCST, PNIPAM exhibits hydrophilic behaviour and swells by absorbing water, whereas above the LCST it becomes hydrophobic, resulting in polymer shrinkage and the release of the absorbed water. Due to this unique behaviour, PNIPAM has attracted significant interest in various applications such as smart hydrogels, controlled drug delivery systems, separation processes, and humidity sensing devices. The main objective of this thesis was to investigate the moisture absorption capability of PNIPAM at temperatures below the LCST, as well as its ability to release absorbed moisture or prevent absorption at temperatures above the LCST. The experimental procedure was based on gravimetric measurements, where PNIPAM specimens were weighed before and after being placed in a specially designed chamber under controlled environmental conditions, to determine the amount of absorbed humidity. In parallel, an experimental monitoring system was developed to record the environmental parameters inside the chamber, including temperature, humidity, and pressure. Data acquisition was performed using an Arduino microcontroller combined with appropriate sensors. In particular, the DHT22 temperature and humidity sensor was employed due to its reliability and satisfactory accuracy, enabling continuous measurement and logging throughout the experimental process. Furthermore, the theoretical part of this thesis presents the physicochemical properties of PNIPAM and analyses the thermoresponsive transition mechanism, which is strongly related to the balance between enthalpic and entropic contributions during polymer–water interactions. Finally, the experimental results were analysed, and conclusions were drawn regarding the behaviour of PNIPAM under different temperature and humidity conditions, highlighting the critical influence of LCST on moisture absorption and desorption processes | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/31601 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Αισθητήρες | |
| dc.subject | Απορρόφηση υγρασίας | |
| dc.subject.alternative | PNIPAM | |
| dc.subject.alternative | Arduino | |
| dc.title | Απορρόφηση υγρασίας σε πολυ(Ν-ισοπροπυλακρυλαμίδιο) με χρήση Arduino | |
| dc.title.alternative | Moisture absorption in poly(N-isopropylacrylamide) using Arduino |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- ΔΕΛΑΛΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΜΟΡΦΗ .pdf
- Size:
- 2.8 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format