Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός χημικών αισθητήρων με βάση νανοσύνθετα υλικά Κβαντικών Τελειών Άνθρακα

Καλογήρου, Χαραλαμπία Σταματία; Kalogirou, Charalampia Stamatia

dc.contributor.author	Καλογήρου, Χαραλαμπία Σταματία	el
dc.contributor.author	Kalogirou, Charalampia Stamatia	en
dc.date.accessioned	2020-05-18T14:54:05Z
dc.date.available	2020-05-18T14:54:05Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50636
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18334
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Νανοσύνθετα	el
dc.subject	Κβαντικές τελείες άνθρακα	el
dc.subject	Χαρακτηρισμός	el
dc.subject	Ανάπτυξη αισθητήρων	el
dc.subject	Άνθρακας	el
dc.subject	Carbon quantum dots	en
dc.subject	Chemical sensors	en
dc.subject	Carbon	en
dc.subject	Fabrication	en
dc.subject	Characterization	en
dc.title	Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός χημικών αισθητήρων με βάση νανοσύνθετα υλικά Κβαντικών Τελειών Άνθρακα	el
dc.title	Fabrication and characterization of chemical sensors based on Carbon Quantum Dot nanocomposite materials	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-03
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη σύνθεση και τον χαρακτηρισμό νανοσύνθετων υλικών με βάση τις Κβαντικές Τελείες Άνθρακα καθώς και την εφαρμογή τους σε χημικούς αισθητήρες. Σαν χημικοί νοούνται οι διατάξεις οι οποίες έχουν τη δυνατότητα να «ανιχνεύουν» χημικές ποσότητες με τη χρήση ενός ενεργού υλικού. Η λειτουργία των χημικών αισθητήρων βασίζεται στη μεταβολή των ιδιοτήτων ενός ενεργού υλικού ( ηλεκτρικές, οπτικές, κτλ.) συναρτήσει της παρουσίας ή απουσίας της προς ανάλυση παραμέτρου και την ευθεία συσχέτιση αυτής της μεταβολής για την εξαγωγή ποσοτικών και ποιοτικών πληροφοριών Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ένα έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για χρήση οργανικών νανοσωματιδίων με βάση των άνθρακα όπως τα φουλερένια, οι νανοσωλήνες άνθρακα, τα φύλλα γραφενίου και οι Κβαντικές Τελείες Άνθρακα (Carbon Quantum Dots), για την ανίχνευση χημικών ποσοτήτων. Ιδιαίτερα οι Κβαντικές Τελείες Άνθρακα κέρδισαν το ενδιαφέρον εξαιτίας της υδατοδιαλυτότητας που παρουσιάζουν, της έντονης ικανότητας φθορισμού, τη φωτοσταθερότητα τους, την ισχυρή αντίσταση στο φαινόμενο της φωτολεύκανσης, τη χημική αδράνεια, τη χαμηλή τοξικότητα καθώς και την ευελιξία και χαμηλό κόστος σύνθεσης, σε σύγκριση με διάφορες οργανικές χρωστικές και άλλες κβαντικές τελείες ημιαγωγών . Στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας έγινε σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών με βάση τις Κβαντικές Τελείες Άνθρακα (CQDs) καθώς και αξιοποίησή τους ως ενεργό υλικό στην κατασκευή χημικών αισθητήρων. Το πρώτο μέρος της εργασίας αποτελείται από το θεωρητικό μέρος και αφορά στη βιβλιογραφική προσέγγιση του θέματος. Στο δεύτερο μέρος περιγράφεται η σύνθεση Κβαντικών Τελειών Άνθρακα με δύο μεθόδους: α) σύνθεση σε αντιδραστήρα (P-CQDs) και β) σύνθεση φούρνο μικροκυμάτων (N-CQDs). Για την παρασκευή τους χρησιμοποιήθηκε κιτρικό οξύ και ουρία, σε διάφορες αναλογίες και φάσεις. Επιπλέον μελετήθηκε η εξάρτησή τους από τη θερμοκρασία. Ο χαρακτηρισμός των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε με τις μεθόδους ανάλυσης FTIR και UV-Vis. Τέλος, στο τρίτο μέρος αναλύεται η κατασκευή των χημικών αισθητήρων με νανοδομημένα υμένια των ανωτέρω υλικών και ο χαρακτηρισμός της απόκρισής τους σε ελεγχόμενο περιβάλλον υγρασίας, μέσα από ηλεκτρικές μετρήσεις. Τα αποτελέσματα του χαρακτηρισμού συσχετίστηκαν με τις ιδιότητες των νανοδομημένων υμενίων.	el
heal.abstract	The objective of this thesis is the synthesis and the characterization of nanocomposite materials based on Carbon Quantum Dots as well as their application to chemical sensors. As chemical and biochemical sensors are meant devices that have the ability to "detect" chemical and biological quantities using an active material. The function of the chemical sensors is based on the change in the properties of an active material (electrical, optical, etc.) as a function of the presence or absence of the parameter to be analyzed and the direct correlation of this change to extract quantitative and qualitative information. In recent years, there has been a strong scientific interest in the use of organic carbon-based nanoparticles such as fullerenes, carbon nanotubes, graphene sheets and Carbon Quantum Dots to detect chemical quantities. In particular, Carbon Quantum Dots have gained interest because of their water solubility, high fluorescence, photostability, strong resistance to lightning, chemical inertia, low toxicity as well as flexibility and low cost of synthesis compared to various organic dyes and other quantum semiconductor dots. Within the framework of the thesis, was done synthesis and characterization of nanocomposite materials based on Carbon Quantum Dots (CQDs) and their utilization as an active material in the manufacture of chemical sensors. The first part of the present thesis consists of the theoretical analysis and referring to literature approach. The second part describes the synthesis of Carbon Quantum Dots by two methods, reactor composition (P-CQDs) and microwave oven composition (N-CQDs). Citric acid and urea were used in their preparation in various proportions and phases. Furthermore, their dependence on temperature was studied. The characterization of the samples was performed using the FTIR and UV-Vis analysis methods. Finally, in the third part is analyzed the construction of the nanostructured chemical sensors of the above materials and the characterization of their response in a controlled humidity environment, through electrical measurements. The results of the characterization were correlated with the properties of nanostructured films.	en
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Αθανάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	79 σ.
heal.fullTextAvailability	false