Department Department Department Department Department Department Department

Όργανα κοινής Χρήσης στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Εκτός από των υψηλών προδιαγραφών επιστημονικό εξοπλισμό των ερευνητικών εργαστηρίων του Τμήματος Χημικών Μηχανικών, ο οποίος χρησιμοποιείται από το προσωπικό των εργαστηρίων και από συνεργαζόμενες ερευνητικές ομάδες,  το Τμήμα διαθέτει και  ένα αριθμό οργάνων κοινής χρήσης για την υποστήριξη των ερευνητικών δραστηριοτήτων όλων των μελών του Τμήματος. Τα όργανα αυτά, για τα οποία ακολουθεί  μια συνοπτική περιγραφή,  βρίσκονται σε χώρους ερευνητικών εργαστηρίων, ενώ η χρήση κάθε οργάνου γίνεται κατόπιν συνεννόησης με το μέλος ΔΕΠ το οποίο έχει την ευθύνη της λειτουργίας  του.

Περιθλασίμετρο ακτίνων Χ:

Τύπος Siemens D-5000.  Με λυχνία Cu (λ=1.5415 Å).  Γεωμετρία Bragg-Brentano.
Τα «δακτυλικά αποτυπώματα» των κρυσταλλικών ενώσεων είναι τα περιθλασιογράμματα των ακτίνων Χ τα οποία λαμβάνονται με την βοήθεια μετρήσεων της έντασης μονοχρωματικής ακτινοβολίας Χ η οποία περιθλάται από πλεγματικά επίπεδα των κρυστάλλων.  Στο συγκεκριμένο περιθλασίμετρο οι ανακλάσεις λαμβάνονται με ταυτόχρονη περιστροφή της πηγής και του ανιχνευτή, ενώ το δείγμα παραμένει σταθερό, έχοντας και την δυνατότητα περιστροφής. Το γράφημα της έντασης της ακτινοβολίας η οποία περιθλάται συναρτήσει των γωνιών στις οποίες παρατηρείται επιτρέπει όχι μόνο την ταυτοποίηση κρυσταλλικών ανόργανων και οργανικών ενώσεων (καθαρών ή και σε μίγματά τους), αλλά και τον υπολογισμό βασικών παραμέτρων του κρυσταλλικού πλέγματος (ανάλυση κατά Rietveld), του βαθμού κρυσταλλικότητας κ.α. Οι περιοχές έρευνας οι οποίες εξυπηρετούνται από το περιθλασίμετρο ακτίνων Χ είναι ο τομέας παρασκευής και μελέτης ιδιοτήτων νέων υλικών και ηλεκτρονικών υλικών, η κατάλυση, η μεταλλουργία και οι συναφείς με αυτή διεργασίες (διάβρωση, σχηματισμός κραμάτων), οι διεργασίες κρυστάλλωσης (σε φυσιολογία, τεχνολογία, περιβάλλον), οι διεργασίες  σχηματισμού επικαλύψεων,  ο τομέας των δομικών υλικών και των υλικών συντήρησης της πολιτιστικής κληρονομιάς  κ.α.

Ηλεκτρονιακό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM)

με πηγή FE (FE-ESEM) και δυνατότητα ανάλυσης δειγμάτων σε υψηλή πίεση(10-4000 Pa) (FEI QUANTA 250 FEG)

Βασικό εργαλείο για τον μορφολογικό χαρακτηρισμό τόσο ανόργανων όσο και βιολογικών υλικών σε κλίμακες της τάξης των μερικών νανομέτρων. Αποτελεί την εφαρμογή της κυματικής φύσης των ηλεκτρονίων, η ενέργεια των οποίων είναι αρκετή ώστε να επιτευχθούν αναλύσεις της τάξεως των μερικών νανομέτρων.  Η μικροσκοπία SEM βοηθά στην αποκάλυψη χαρακτηριστικών των υλικών, όπως η υφή τους και η μορφολογία τους, συναρτήσει των συνθηκών παρασκευής.  Η δυνατότητα ταυτόχρονης μικροανάλυσης (ημιποσοτικής ή  και ποσοτικής) των δειγμάτων είναι πολύτιμη στον τομέα του χαρακτηρισμού των υλικών, της διάγνωσης αστοχιών των υλικών ή ακόμα και του εντοπισμού των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους τα οποία μπορούν να εξηγήσουν την συμπεριφορά τους σε διάφορες συνθήκες. Πρακτικά, όλα τα πεδία έρευνας τα οποία άπτονται θεμάτων υλικών βασίζονται συμπληρωματικά σε αποτελέσματα των αναλύσεων με SEM.
Το  FE-ΕSEM του Τμήματος  έχει αγοραστεί μέσω του μηχανισμού του ελβετικού μη-κερδοσκοπικού ιδρύματος LIMMAT, με την οικονομική υποστήριξη δωρητού.

Φασματοφωτόμετρο UV-VIS

με εξάρτημα σφαίρας ολοκλήρωσης για φασματομετρία διάχυτης ανάκλασης (Diffuse Reflectance)
Perkin-Elmer λ-35   (190-1100 nm).  Μετρήσεις στερεών, υγρών, σε πάστες και σε κονιοποιημένα δείγματα

Αναλυτικό όργανο υψηλής διακριτικής ικανότητας για την ποσοτική ανάλυση ανιόντων και κατιόντων σε διαλύματά τους τόσο υδατικά όσο και σε άλλους διαλύτες. Παρέχεται επίσης η δυνατότητα ανάπτυξης αναλυτικών μεθόδων με την βοήθεια της σάρωσης ευρείας περιοχής μηκών κύματος.  Η δυνατότητα λήψεως φασμάτων διάχυτης ανάκλασης (DRS) είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τον χαρακτηρισμό πολυκρυσταλλικών υλικών όπως τα καταλυτικά υποστρώματα με ή χωρίς τους καταλύτες, το χαρακτηρισμό των οπτικών ιδιοτήτων υάλων και κολλοειδών αιωρημάτων, αναλύσεις στη χημεία τροφίμων, φαρμακοβιομηχανία, υφαντουργία κ.α..

Θερμιδόμετρο διαφορικής σάρωσης  (DSC)

μέχρι 1500⁰ C
Βασικό όργανο το οποίο αποτελεί εφαρμογή της θερμοδυναμικής μελέτης των μετατροπών φάσεων σε ευρεία ποικιλία υλικών, συναρτήσει της θερμοκρασίας. Καταγράφεται συναρτήσει της θερμοκρασίας η διαφορά στην απαιτούμενη θερμότητα για αύξηση της θερμοκρασίας ενός υλικού και ενός δείγματος αναφοράς καθορισμένης θερμοχωρητικότητας.  Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η πραγματοποίηση μηχανιστικών μελετών σχηματισμού νέων φάσεων, κρυστάλλωσης τηγμάτων ή τήξης στερεών, κτλ. Ιδιαίτερο πλεονέκτημα του συγκεκριμένου οργάνου αποτελεί το εύρος της θερμοκρασίας λειτουργίας του, το οποίο επιτρέπει τον χαρακτηρισμό ποικίλων υλικών όπως τα κεραμικά, μεταλλικά κράματα, καταλυτικά υποστρώματα, φαρμακευτικές ουσίες και βιολογικά υλικά (κυρίως σκληροί ιστοί), τρόφιμα, καλλυντικά κ.α.

Θερμοσταθμική Ανάλυση (TGA)

ΤΑ  Q50 (1000⁰C)

Με την βοήθεια της συσκευής αυτή καταγράφονται οι μεταβολές βάρους ουσιών (στερεών) κατά την θέρμανσή τους, συναρτήσει της θερμοκρασίας.  Οι μεταβολές βάρους χαρακτηρίζουν τόσο συγκεκριμένα υλικά όσο και συγκεκριμένες διεργασίες και ως εκ τούτου συνιστούν στοιχεία χαρακτηρισμού των υλικών. Η μελέτη κεραμικών, καταλυτών, ανόργανων αλάτων και σύνθετων υλικών, φαρμακευτικών προϊόντων, τροφίμων κ.α. αποτελούν χαρακτηριστικά παραδείγματα εφαρμογής της θερμοσταθμικής ανάλυσης.

Συσκευή μέτρησης επιφανειακής τάσης υγρών

(Sigma 70, KSV).  Στατικές και δυναμικές μετρήσεις

Η μελέτη της επιφανειακής τάσης των υγρών με διάφορες μεθόδους, οι οποίες είναι δυνατές με την παρούσα συσκευή (δακτύλιος Du Nouy, πλακίδιο Wilhelmy), δίνουν σημαντικές πληροφορίες για τις ιδιότητες διαλυμάτων οργανικών ενώσεων (τασιενεργών), για την συμπεριφορά υδατοδιαλυτών πολυμερών (συγκεντρώσεις μικυλλίωσης), για τη συμπλοκοποίηση πολυμερών, για την σύσταση φαρμακευτικών προϊόντων κ.α

Φασματόμετρο ατομικής απορρόφησης

 (Perkin –Elmer AAnalyst 300)  με φούρνο γραφίτη

Βασικό αναλυτικό όργανο κυρίως για την ποσοτική ανάλυση μετάλλων.  Αναλύονται σε μορφή διαλυμάτων τα οποία είναι διαθέσιμα είτε κατ’ ευθείαν είτε μετά από κατεργασία (π.χ. χώνευση). Τα επίπεδα συγκεντρώσεων των αναλυόμενων στοιχείων είναι της τάξεως των ppm,  ενώ με την βοήθεια του φούρνου γραφίτη, η ακρίβεια των αναλύσεων επεκτείνεται σε συγκεντρώσεις της τάξης των ppb.  Αποτελεί όργανο υποστήριξης της έρευνας σε όλες τις περιοχές, από την σύνθεση των υλικών ως τον ποιοτικό χαρακτηρισμό των φυσικών και των πόσιμων υδάτων.

Φασματόμετρο Υπερύθρου

Αναλυτικό όργανο, το οποίο στηρίζεται στην απορρόφηση υπέρυθρης ακτινοβολίας από χαρακτηριστικές χημικές ομάδες. Οι χαρακτηριστικές αυτές απορροφήσεις οδηγούν στην ταυτοποίηση των ομάδων και συνεισφέρουν στον ποιοτικό και τον ποσοτικό προσδιορισμό κυρίως οργανικών ενώσεων και πολυμερών.  Χρησιμοποιείται για λήψη πληροφοριών σε διεργασίες σύνθεσης και χημικών μετασχηματισμών.

Συσκευή μέτρησης ειδικής επιφάνειας και κατανομής μεγεθών πόρων με ρόφηση-εκρόφηση αζώτου (Micromeritics Gemini)

Συσκευή για την μέτρηση της ειδικής επιφάνειας στερεών δειγμάτων καθώς επίσης του συνολικού πορώδους (0.5-500 Å) και της κατανομής μεγεθών πόρων. Οι μετρήσεις γίνονται με σειρές μετρήσεων ρόφησης-εκρόφησης διαφόρων μιγμάτων αζώτου/ηλίου σε θερμοκρασία υγρού αζώτου και θερμοκρασία δωματίου (για την εκρόφηση).  Αποτελεί πολύτιμο εργαλείο για τον χαρακτηρισμό καταλυτών, κρυσταλλικών και άμορφων κόνεων, δομικών υλικών, κονιαμάτων, κ.α.