Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων

Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη της πειραματικής Μεθόδου Διέγερσης Επιφανειακών Πλασμονίων (Surface Plasmon Resoanance, SPR) για τη μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων και ειδικότερα των ιδιοτήτων ισορροπίας και της κινητικής της προσρόφησης πολυμερών και ολιγομερών...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος
Άλλοι συγγραφείς: Πρίφτης, Γεώργιος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2009
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1642
id nemertes-10889-1642
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language Greek
topic Επιφανειακά πλασμόνια
Προσρόφηση
Πολυμερή
Πολυμερικές ψήκτρες
Προσομοίωση
Πορώδης αλουμίνα
Οπτικός ανιχνευτής
Αστεροειδή πολυμερή
Surface plasmons
Adsorption
Polymers
Polymer brushes
Simulation
Porous alumina
Optical sensor
Star polymers
541.335
spellingShingle Επιφανειακά πλασμόνια
Προσρόφηση
Πολυμερή
Πολυμερικές ψήκτρες
Προσομοίωση
Πορώδης αλουμίνα
Οπτικός ανιχνευτής
Αστεροειδή πολυμερή
Surface plasmons
Adsorption
Polymers
Polymer brushes
Simulation
Porous alumina
Optical sensor
Star polymers
541.335
Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος
Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
description Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη της πειραματικής Μεθόδου Διέγερσης Επιφανειακών Πλασμονίων (Surface Plasmon Resoanance, SPR) για τη μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων και ειδικότερα των ιδιοτήτων ισορροπίας και της κινητικής της προσρόφησης πολυμερών και ολιγομερών στη διεπιφάνεια υγρού / στερεού. Στα πλαίσια της διατριβής, κατασκευάσθηκε εξ’ αρχής πειραματική διάταξη συντονισμού επιφανειακών πλασμονίων, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την μελέτη του φαινομένου της προσρόφησης. Παράλληλα αναπτύχθηκε θεωρητικό υπόδειγμα και υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης των πειραματικών μετρήσεων. Με τη χρήση της πειραματικής διάταξης μελετήθηκε η διαδικασία της προσρόφησης γραμμικών και αστεροειδών πολυμερών στη διεπιφάνεια υγρού / στερεού όπως επίσης και τασιενεργών ολιγομερών τα οποία σχηματίζουν Αυτό-οργανούμενα Μονομοριακά Στρώματα (Self Assembled Monolayers) σε επιφάνειες οξειδίου του αλουμινίου. Επιπλέον διερευνήθηκε η επίδραση της αρχιτεκτονικής των πολυμερικών αλυσίδων σε σχέση με την ικανότητά τους να αυτο-οργανώνονται σε στρώματα πολυμερικών ψηκτρών (polymer brushes). Τα πειραματικά αποτελέσματα συγκρίνονται με μετρήσεις οι οποίες έγιναν με τη μέθοδο ανάκλασης νετρονίων. Για την κατανόηση των μικροσκοπικών μηχανισμών που υπεισέρχονται κατά την αυτό-οργάνωση των πολυμερών, γίνεται χρήση θεωρητικών υποδειγμάτων κλίμακας και υπολογιστικών προσομοιώσεων Monte Carlo. Περαιτέρω, μέσω της χρήσης λεπτών στρωμάτων νανο-πορώδους αλουμίνας, προτείνεται μια νέα παραλλαγή της μεθόδου διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων η οποία όπως αποδεικνύεται, αυξάνει την ευαισθησία της μεθόδου κατά μια τάξη μεγέθους, στην περίπτωση της ανίχνευσης της προσρόφησης ολιγομερών. Η διατριβή παρουσιάζει ολοκληρωμένα τη χρήση της μεθόδου διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων για την αναλυτική μελέτη της προσρόφησης μορίων σε επιφάνειες. Η επέκταση της μεθόδου με τη χρήση νανο-δομημένων υλικών ανοίγει τον δρόμο για πλειάδα νέων εφαρμογών στο πεδίο της ανίχνευσης προσροφημένων μορίων από διαλύματα ιδιαίτερα χαμηλών συγκεντρώσεων.
author2 Πρίφτης, Γεώργιος
author_facet Πρίφτης, Γεώργιος
Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος
format Thesis
author Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος
author_sort Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος
title Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
title_short Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
title_full Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
title_fullStr Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
title_full_unstemmed Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
title_sort μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων
publishDate 2009
url http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1642
work_keys_str_mv AT koutsioumpasalexandros meletēdiepiphaneiakōnphainomenōnmetēnmethododiegersēsepiphaneiakōnplasmoniōn
_version_ 1771297135597191168
spelling nemertes-10889-16422022-09-05T05:00:16Z Μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων με την μέθοδο διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων Κουτσιούμπας, Αλέξανδρος Πρίφτης, Γεώργιος Πρίφτης, Γεώργιος Βραδής, Αλέξανδρος Αναστασόπουλος, Δημήτριος Αναστασιάδης, Σπύρος Τοπρακτσίογλου, Χρήστος Θεοδώρου, Δώρος Φλούδας, Γεώργιος Koutsioubas, Alexandros Επιφανειακά πλασμόνια Προσρόφηση Πολυμερή Πολυμερικές ψήκτρες Προσομοίωση Πορώδης αλουμίνα Οπτικός ανιχνευτής Αστεροειδή πολυμερή Surface plasmons Adsorption Polymers Polymer brushes Simulation Porous alumina Optical sensor Star polymers 541.335 Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη της πειραματικής Μεθόδου Διέγερσης Επιφανειακών Πλασμονίων (Surface Plasmon Resoanance, SPR) για τη μελέτη διεπιφανειακών φαινομένων και ειδικότερα των ιδιοτήτων ισορροπίας και της κινητικής της προσρόφησης πολυμερών και ολιγομερών στη διεπιφάνεια υγρού / στερεού. Στα πλαίσια της διατριβής, κατασκευάσθηκε εξ’ αρχής πειραματική διάταξη συντονισμού επιφανειακών πλασμονίων, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την μελέτη του φαινομένου της προσρόφησης. Παράλληλα αναπτύχθηκε θεωρητικό υπόδειγμα και υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης των πειραματικών μετρήσεων. Με τη χρήση της πειραματικής διάταξης μελετήθηκε η διαδικασία της προσρόφησης γραμμικών και αστεροειδών πολυμερών στη διεπιφάνεια υγρού / στερεού όπως επίσης και τασιενεργών ολιγομερών τα οποία σχηματίζουν Αυτό-οργανούμενα Μονομοριακά Στρώματα (Self Assembled Monolayers) σε επιφάνειες οξειδίου του αλουμινίου. Επιπλέον διερευνήθηκε η επίδραση της αρχιτεκτονικής των πολυμερικών αλυσίδων σε σχέση με την ικανότητά τους να αυτο-οργανώνονται σε στρώματα πολυμερικών ψηκτρών (polymer brushes). Τα πειραματικά αποτελέσματα συγκρίνονται με μετρήσεις οι οποίες έγιναν με τη μέθοδο ανάκλασης νετρονίων. Για την κατανόηση των μικροσκοπικών μηχανισμών που υπεισέρχονται κατά την αυτό-οργάνωση των πολυμερών, γίνεται χρήση θεωρητικών υποδειγμάτων κλίμακας και υπολογιστικών προσομοιώσεων Monte Carlo. Περαιτέρω, μέσω της χρήσης λεπτών στρωμάτων νανο-πορώδους αλουμίνας, προτείνεται μια νέα παραλλαγή της μεθόδου διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων η οποία όπως αποδεικνύεται, αυξάνει την ευαισθησία της μεθόδου κατά μια τάξη μεγέθους, στην περίπτωση της ανίχνευσης της προσρόφησης ολιγομερών. Η διατριβή παρουσιάζει ολοκληρωμένα τη χρήση της μεθόδου διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων για την αναλυτική μελέτη της προσρόφησης μορίων σε επιφάνειες. Η επέκταση της μεθόδου με τη χρήση νανο-δομημένων υλικών ανοίγει τον δρόμο για πλειάδα νέων εφαρμογών στο πεδίο της ανίχνευσης προσροφημένων μορίων από διαλύματα ιδιαίτερα χαμηλών συγκεντρώσεων. The objective of the present PhD thesis is the development of the experimental Surface Plasmon Resonance (SPR) method, for the study of interfacial phenomena such as the equilibrium properties and kinetics of polymer and oligomer adsorption at the liquid / solid interface. For the purposes of this work a custom-made experimental apparatus has been build and used for the acquisition of SPR experimental results. A theoretical model and various computational tools were also developed for the analysis of the experimental data. With the aid of this apparatus, the adsorption process of linear and star-like polymers at the liquid / solid interface was studied together with the self-assembly of functional oligomer monolayers on alumina surfaces. In addition, the effect of different chain structure (molecular architecture) on the formation of polymer brush layers was investigated. The experimental results are compared with measurements by neutron reflectivity experiments. For the investigation of the microscopic mechanisms that are involved in the polymer self-assembly, scaling theoretical calculations and Monte Carlo computer simulations were performed. Furthermore, by the use of thin nano-porous alumina films, a new variation of the SPR method is proposed. It is demonstrated, that this improved method is characterized by over one order of magnitude higher sensitivity in the case of the detection of adsorbed oligomers. The present thesis describes in detail the use of the SPR method for the analytical study of molecular adsorption on surfaces. The improvement of the SPR technique by the use of nano-structured materials opens new prospects for many new applications in the field of molecular detection in very dilute solutions. 2009-06-26T06:50:02Z 2009-06-26T06:50:02Z 2009-03-06 2009-06-26T06:50:02Z Thesis http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/1642 gr Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf