Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Έλλη Μπέλλου

Τίτλος Παρουσίασης (Presentation Title): Response of 2D materials due to mechanical stimuli: exploring the fracture regime
Presentation Type (Τύπος Παρουσίασης): Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής
Ονοματεπώνυμο Ομιλητή (Speakers Full Name): Έλλη Μπέλλου
Προέλευση Ομιλητή (Speakers Affiliation): Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών
Seminar Room (Αίθουσα): Βιβλιοθήκη "Αλκιβιάδης Χ. Παγιατάκης"
Ημερομηνία: Τρί, 10 Δεκ 2024, Ώρα: 09:00 - 12:00
Διεύθυνση Διαδικτυακής Μετάδοσης: Meeting ID: 924 9764 7086 Passcode: 388996
Περίληψη (Abstract)

Τα γραφενικά υλικά παρουσιάζουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, οι οποίες τα καθιστούν κατάλληλα για χρήση σε διάφορες προηγμένες εφαρμογές. Ωστόσο, η παρουσία ατελειών μπορεί να υποβαθμίσει τις ιδιότητες αυτές, καθώς λειτουργούν ως σημεία συγκέντρωσης τάσης, οδηγώντας σε πρόωρη αστοχία των υλικών. Επομένως, η γνώση των παραμέτρων που επηρεάζουν τη θραύση, καθώς και των μηχανισμών που καθυστερούν την τελική θραύση του υλικού είναι μείζονος σημασίας. . Στην παρούσα διατριβή μελετάται η θραυστομηχανική συμπεριφορά του γραφενίου, το οποίο έχει εναποτεθεί σε πολυμερικό υπόστρωμα, καθώς και η συμπεριφορά νανοσύνθετων πολυστρωματικών μεμβρανών με βάση το γραφένιο. Επιπλέον, το γραφένιο εισάγεται ως έγκλεισμα σε πολυμερική μήτρα, για τη μελέτη της συμπεριφοράς του poly(methyl methacrylate) (PMMA), το οποίο είναι ένα πολυμερές που χρησιμοποιείται ευρέως σε τεχνολογικές εφαρμογές. Για την υλοποίηση της παρούσας διατριβής επιστρατεύεται η φασματοσκοπία Raman και η Μικροσκοπία Ατομικής Δύναμης (AFM), σε συνδυασμό με μηχανικές δοκιμές μικρο-εφελκυσμού. Συγκεκριμένα, ενδελεχής έρευνα διεξάγεται σχετικά με την επίδραση μιας ατέλειας στη θραυστομηχανική συμπεριφορά και στη μορφολογία του γραφενίου, κατά την άσκηση εξωτερικού φορτίου. Η δημιουργία μιας τεχνητής ατέλειας μπορεί να προσομοιώσει συστήματα σε πραγματικές συνθήκες, στα οποία η ύπαρξη ατελειών είναι αναπόφευκτη. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται δείχνουν ότι η ύπαρξή της επηρεάζει σημαντικά τη μηχανική συμπεριφορά και την αντοχή στη θραύση του γραφενίου και των γραφενικών νανοσυνθέτων. Επομένως, η μελέτη της κατανομής της τάσης κοντά σε ατέλειες, όταν ασκείται εξωτερική παραμόρφωση, είναι υψηλής σημασίας, καθώς δυνητικά η αύξηση της συγκέντρωσης τάσης μπορεί να οδηγήσει στην έναρξη και διάδοση ρωγμών. Στην παρούσα διατριβή, εξετάζεται η θραυστομηχανική συμπεριφορά νανοσύνθετων πολυστρωματικών μεμβρανών γραφενίου παραγόμενου μέσω της χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD), καθώς και μηχανικά αποφλοιωμένων γραφενικών φύλλων. Συγκεκριμένα, μελετάται η χρήση μονοστρωματικών CVD γραφενικών φύλλων τόσο ως αισθητήρας τάσης σε πολυμερή, όσο και ως ενισχυτική φάση ενός νανοσυνθέτου, δίνοντας έμφαση στην ανάλυση της κατανομής της τάσης κοντά στην ατέλεια. Κατά τη μελέτη των νανοσυνθέτων, παρατηρείται η ανάπτυξη μηχανισμών που εμποδίζουν τη θραύση του υλικού, λόγω της διάχυσης της ενέργειας κατά την έναρξη ρωγμών. Τα ευρήματα αυτής της έρευνας προσφέρουν μια ολοκληρωμένη κατανόηση της μηχανικής θραύσης υλικών με βάση το γραφένιο, διευκολύνοντας την αξιοποίηση των εξαιρετικών ιδιοτήτων τους. Στην περίπτωση του μηχανικά αποφλοιωμένου γραφενίου, εκτεταμένη ανάλυση πραγματοποιείται σχετικά με την θραύση μονοστρωματικών και πολυστρωματικών φύλλων γραφενίου, στα οποία έχει δημιουργηθεί μια ατέλεια, αποκαλύπτοντας μοναδικά μοτίβα πτυχώσεων, λόγω της εξωτερικά εφαρμοζόμενης παραμόρφωσης.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)

Εκπαίδευση:

2020-2024: Υποψήφια Διαδάκτωρ του τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών/

2017-2019: Μεταπτυχιακό Δίπλωμα του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών

2016-Σήμερα: Ερευνητική δραστηριότητα στο ΙΤΕ-ΙΕΧΜΗ

2013-2017: Πτυχίο Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών

Επιστημονικές Δημοσιεύσεις κατά τη διάρκεια του διδακτορικού:

1. E. Bellou, A. C. Manikas, M. G. Pastore Carbone, S. Peloni, C. Tsakonas, C. Galiotis, “Monitoring stress concentration in polymers with circular notch exploiting graphene-based sensors.”, doi:10.1016/j.polymer.2024.127860

2. M. G. Pastore Carbone, A. C. Manikas, I. Souli, E. Bellou, C. Galiotis, “Avoiding Lateral Failure of 2D Materials Subjected to Large Axial Deformations”, under review

3. N. Samartzis, K. Bhorkar, L. Sygellou, E. Bellou, N.Boukos, A. Chrissanthopoulos, S. N. Yannopoulos, “Dry Laser-Assisted Fabrication of F-Doped Graphene Electrodes: Boosting Performance of Zn-Ion Hybrid Capacitors”, under review, preprint: 10.2139/ssrn.4973160

Συμμετοχή σε επιστημονικά συνέδρεια κατά τη διάρκεια του διδακτορικού:

1. 15th International conference on Solid State Chemistry (SSC 2024), 8th-13th September, Usti nad Labem, Czech Republic, Oral presentation, “Laser-assisted deposition of graphene/metal-based nanohybrids for superior electrochemical energy storage”, N. Samartzis, K. Minotakis, E. Bellou, L. Sygellou, J. Tolasz, M. Stofik, J. Orava, S.N. Yannopoulos,

2. Graphene Week 2022, 5th-9th September, Munich, Germany, Poster presentation , “Investigating stress concentration around a circular notch in monolayer graphene/polymer model composite”, E. Bellou, S. Peloni, MG. Pastore Carbone, A.C. Manikas, C. Tsakonas, C. Pavlou, N. Kontis and C. Galiotis

3. PESXM 2022, 2nd-4th  June, Patras, Greece, Poster presentation, “Investigation of stress concentration around a circular hole in monolayer graphene/polymer model composite by Raman spectroscopy”, E. Bellou, S. Peloni, MG. Pastore Carbone, A.C. Manikas, C. Tsakonas, C. Pavlou, N. Kontis and C. Galiotis

Συμμετοχή σε ερευνητικά προγράμματα κατά τη διάρκεια του διδακτορικού:

1. Graphene Core 3, GA: 881603, which is implemented under the EU-Horizon 2020 Research & Innovation Actions (RIA) and is financially supported by EC financed parts of the Graphene Flagship.

2. Graphergia (GA):101120832 which is implemented under the EU-Horizon 2020