Ταυτότητα
Στοιχεία ίδρυσης:
ΦΕΚ Τεύχος Β’ 699/02.03.2018
Διευθυντής:
Κωνσταντίνος Χαριτίδης
Καθηγητής
Τηλ.: 210-7724046
Email: charitidis@chemeng.ntua.gr
Στοιχεία επικοινωνίας:
Τηλ.: 210-7723323
Ιστότοπος:
http://nanolab.chemeng.ntua.gr/
Το Εργαστήριο Προηγμένων και Συνθέτων Υλικών, Νανοϋλικών, Νανοδιεργασιών και Νανοτεχνολογίας (R-NanoLab, http://nanolab.chemeng.ntua.gr/) εδρεύει στη Σχολή Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ). Ιδρύθηκε, αρχικά, ως ερευνητική μονάδα το 2007 και από το 2018 αποτελεί θεσμοθετημένο Εργαστήριο υπό την καθοδήγηση του Καθηγητή ΕΜΠ Κώστα Χαριτίδη. Το Εργαστήριο καλύπτει τις ερευνητικές και εκπαιδευτικές ανάγκες στο γνωστικό́ πεδίο της μελέτης και παραγωγής προηγμένων υλικών, συμπεριλαμβανομένων προηγμένων πολυμερών, νανοϋλικών, συνθέτων και νανοσύνθετων υλικών, τόσο σε εργαστηριακή, όσο και σε πιλοτική́ κλίμακα, καθώς και τον χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων αυτών.
Η ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου, αποτελούμενη από Χημικούς Μηχανικούς, Χημικούς, Μηχανικούς και Επιστήμονες των Υλικών, Μαθηματικούς και Φυσικούς Εφαρμογών, Μηχανολόγους Μηχανικούς, Μεταλλειολόγους και Φυσικούς, διαθέτει προσωπικό με εκτεταμένη εμπειρία στο σχεδιασμό, παραγωγή και χαρακτηρισμό των υλικών, συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων καθηγητών, δεκαεπτά ερευνητών, δεκατεσσάρων υποψηφίων διδακτόρων και μεταπτυχιακών φοιτητών καθώς και τεχνικών. Έμφαση δίνεται στην έρευνα για την ανάπτυξη νέων υλικών, σε ένα περιβάλλον έντονης διεπιστημονικότητας και ζύμωσης βασικών και εφαρμοσμένων επιστημών. Μοχλός ανάπτυξης και καινοτομίας αποτελεί η σύνδεση με την αγορά, για την εύρεση λύσεων σε πραγματικές ανάγκες.
To R-NanoLab, πέρα του ερευνητικού του έργου που αποδεικνύεται από το σημαντικό αριθμό δημοσιεύσεων σε διεθνή περιοδικά με κριτές και συμμετοχών σε διεθνή συνέδρια, έχει να επιδείξει, ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια, ένα υψηλό ποσοστό (~43%) επιτυχημένων υποβολών ερευνητικών προτάσεων χρηματοδότησης από εθνικούς και κοινοτικούς πόρους. Πιο συγκεκριμένα το Εργαστήριο έχει συμμετάσχει σε περισσότερα από εξήντα ερευνητικά έργα συνολικού προϋπολογισμού ~160 εκ. Ευρώ εκ των οποίων τα ~14 εκ. Ευρώ αφορούν χρηματοδότηση του ΕΜΠ.
Τα μέλη της ερευνητικής του ομάδας συμμετέχουν σε έναν μεγάλο αριθμό Ευρωπαϊκών δικτύων και πρωτοβουλιών, με σκοπό την ανταλλαγή τεχνογνωσίας και τις ερευνητικές συμπράξεις, όπως το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Χαρακτηρισμού Υλικών (European Materials Characterization Council), το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Μοντελοποίησης Υλικών (European Materials Modelling Council), το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Νανοασφάλειας (NanoSafety Cluster), το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Πιλοτικών Μονάδων Παραγωγής και Κέντρων Καινοτομίας (European Network for Pilot Production Facilities and Innovation Hubs), το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Ινών Άνθρακα και Προηγμένων Συνθέτων Υλικών (Carbon Fibres & Advanced high Performance Composites Cluster), η Ευρωπαϊκή Πλατφόρμα Συνθέτων Υλικών (European Technology Platform for Advanced Engineering Material and Technologies) και η Πρωτοβουλία Ανακύκλωσης Πλαστικών και Κυκλικής Οικονομίας (Plastics Circularity Multiplier).
Το Εργαστήριο διαθέτει εγκαταστάσεις σύνθεσης, επεξεργασίας και χαρακτηρισμού υλικών καθώς και πρότυπες πιλοτικές γραμμές παραγωγής στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου και στο Τεχνολογικό Πάρκο Λαυρίου του ΕΜΠ. Πιο συγκεκριμένα, διαθέτει εργαστηριακούς χώρους χημικών αναλύσεων, ηλεκτροχημείας, αντιδράσεων χημικής εναπόθεσης ατμών, προηγμένου χαρακτηρισμού, τρισδιάστατης εκτύπωσης, υπερυπολογιστή εξοπλισμένο με λογισμικά προσομοιώσεων, καθώς και πρότυπες πιλοτικές γραμμές παραγωγής ινών άνθρακα και πολυμερικών νημάτων για τρισδιάστατη εκτύπωση.
Οργανικά και ανόργανα νανοσωματίδια, πολυφλοιικοί νανοσωλήνες άνθρακα, φύλλα γραφενίου και οξείδια αυτού, μαγνητικά νανοσωματίδια και νανοφορείς, είτε στην αρχική μορφή τους είτε κατόπιν επιφανειακής επεξεργασίας με χημικές και άλλες μεθόδους, παράγονται στο εργαστήριο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα μεγάλο εύρος τεχνικών εφαρμογών. Ενδεικτικά αναφέρεται η παραγωγή αντιμικροβιακών, αντιδιαβρωτικών μεμβρανών/επικαλύψεων, η ενίσχυση σκυροδέματος με την πρόσδοση ιδιοτήτων αυτοϊάσης, η κατασκευή συνθέτων εξαρτημάτων με επιθυμητές μηχανικές, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία και τη διαστημική, καθώς και καινοτόμων συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Τα νανοσωματίδια χάρη στις προηγμένες τους ιδιότητες έχουν χρησιμοποιηθεί στα πλαίσια ερευνητικών προγραμμάτων σε πληθώρα εφαρμογών, ενώ ήδη έχει αρχίσει η παραγωγή τους σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Εκτός από τη σύνθεση καινοτόμων υλικών, στο εργαστήριο έχουν αναπτυχθεί μια σειρά μεθοδολογιών για τον χαρακτηρισμό των παραπάνω υλικών διαμέσου προηγμένων τεχνικών και διατάξεων υψηλής ακρίβειας. Κατάλληλα πρωτόκολλα εφαρμόζονται για τον χαρακτηρισμό νανοϋλικών και συνθέτων δομών στη νανοκλίμακα, για την μελέτη των μηχανισμών και των φαινομένων που επηρεάζουν τη μικροδομή και καθορίζουν τις μακροσκοπικές ιδιότητες των υλικών για ένα εύρος προηγμένων εφαρμογών. Στο πλαίσιο αυτό, προσφέρονται υπηρεσίες ανάλυσης δομής με οπτική μικροσκοπία, ηλεκτρονική μικροσκοπία, μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων, τομογραφία ακτινών Χ, φασματοσκοπία Raman, φασματοσκοπία ακτινών Χ, μελέτη της μηχανικής συμπεριφοράς και των φυσικών ιδιοτήτων με τεχνικές όπως νανοδιείσδυση, σκληρομέτρηση, μέτρηση γωνίας επαφής, και διερεύνηση της ηλεκτροχημικής συμπεριφοράς με κυκλική βολταμετρία, φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής αντίστασης και ποτενσιοδυναμική πόλωση. Όλες οι παραπάνω πειραματικές τεχνικές πλαισιώνονται από αντίστοιχες υπολογιστικές τεχνικές και μαθηματικές προσεγγίσεις με τη χρήση κατάλληλων λογισμικών προσομοίωσης. Τέλος, για την ανακλιμάκωση των εργαστηριακών διεργασιών και την εφαρμογή των προαναφερόμενων υλικών, η ερευνητική ομάδα του R-ΝanoLab έχει αναπτύξει μια σειρά υποστηρικτικών εργαλείων, όπως ο έλεγχος κύκλου ζωής των παραγόμενων υλικών, μεθοδολογίες ασφαλούς σχεδιασμού, μελέτες τεχνοοικονομικής αξιολόγησης και βιωσιμότητας της νανοτεχνολογίας, μελέτες για τις κοινωνικές και ηθικές επιπτώσεις της νανοτεχνολογίας και ανάλυση δεδομένων με μηχανική μάθηση. Οι δράσεις αυτές αναπτύσσονται για την προώθηση της ευρείας εφαρμογής των τεχνολογιών αυτών, τη μείωση του κόστους και του χρόνου παραγωγής, την ανάπτυξη της κυκλικής οικονομίας και τελικά την κάλυψη του χάσματος μεταξύ έρευνας και βιομηχανικής παραγωγής.
