Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΑΠΑΠΕΤΡΟΣ
Τίτλος Παρουσίασης (Presentation Title): ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΠΟ ΝΑΝΟΚΥΤΤΑΡΙΝΗ: ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ, ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΙΣΟΤΡΟΠΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΙΛΜ/ΙΝΩΝ
Presentation Type (Τύπος Παρουσίασης): Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής
Ονοματεπώνυμο Ομιλητή (Speakers Full Name): ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΠΑΠΑΠΕΤΡΟΣ
Προέλευση Ομιλητή (Speakers Affiliation): Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών
Seminar Room (Αίθουσα): Αποκλειστικά μέσω Διαδικτυακής μετάδοσης
Ημερομηνία: Πέμ, 25 Σεπ 2025,
Ώρα:
12:00 - 14:30
Διεύθυνση Διαδικτυακής Μετάδοσης: https://iceht-forth.webex.com/meet/K.Papapetros_Phd_Thesis_Defense
Περίληψη (Abstract)
Η έρευνα στον τομέα των βιοαποικοδομήσιμων υλικών συσκευασίας ή και των πλαστικών φυσικής προέλευσης παίζει ήδη καθοριστικό ρόλο στη βιώσιμη ανάπτυξη. Η συνεχής βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων τους, όπως η μηχανική αντοχή, η ικανότητα φραγής και η βιοστατική δράση, είναι απαραίτητη προκειμένου να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις πραγματικών εφαρμογών συσκευασίας τροφίμων. Παράλληλα, η ανάπτυξη καινοτόμων τεχνικών που θα μειώνουν το κόστος παραγωγής αποτελεί κρίσιμο βήμα ώστε τα βιοπολυμερή και τα βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή να καταστούν ανταγωνιστικά σε σχέση με τα καθιερωμένα συνθετικά υλικά συσκευασίας, όπως το πολυπροπυλένιο (PP) και το πολυαιθυλένιο (PE). Η κατεύθυνση αυτή είναι καθοριστική για τη μετάβαση σε ένα πιο βιώσιμο και κυκλικό μοντέλο βιομηχανικής παραγωγής.
Η παρούσα διδακτορική διατριβή εκπονήθηκε στο πλαίσιο του έργου HIPERION (Βιομηχανικά Υλικά Υψηλής Απόδοσης από Νανοκυτταρίνη, Τ2ΕΔΚ-01394) και εστιάζει στην ανάπτυξη και αξιολόγηση βιοαποικοδομήσιμων πολυμερικών συστημάτων, ενισχυμένων με νανοκυτταρίνες, για εφαρμογές στη συσκευασία τροφίμων. Κεντρικός στόχος υπήρξε η μελέτη και βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων του πολυβινυλικού οξέως (PVA) και της χιτοζάνης, καθώς και των νανοσυνθέτων τους με νανοκυτταρίνη, ώστε να αναδειχθούν ως υποσχόμενα υλικά φιλικά προς το περιβάλλον, με μειωμένο αποτύπωμα και υψηλή λειτουργικότητα.
Στο πρώτο μέρος εξετάστηκε λεπτομερώς η επίδραση της θερμικής κατεργασίας (ανόπτηση) στη δομή και στις ιδιότητες μεμβρανών PVA. Αναδείχθηκε η σχέση μεταξύ της κατανομής δεσμευμένου νερού, του βαθμού κρυσταλλικότητας και της πυκνότητας του πολυμερικού δικτύου, και συσχετίστηκαν οι παράμετροι αυτοί για μελλοντική έρευνα σε μηχανικές ιδιότητες, καθώς και φραγής, των μεμβρανών, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της ευρωπαϊκής νομοθεσίας για τις συσκευασίες τροφίμων.
Το δεύτερο μέρος επικεντρώθηκε στην ενίσχυση του PVA μέσω της ενσωμάτωσης νανοκυτταρίνης διαφορετικών μορφολογιών (CNC, NLC). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ομοιόμορφη κατανομή των νανοκυτταρινών βελτιώνει τον μοριακό προσανατολισμό, με άμεσο αντίκτυπο στη μηχανική αντοχή, στη μείωση της διαπερατότητας σε κρίσιμα αέρια (O₂, CO₂, N₂) και στον περιορισμό της υδροφιλικότητας, καθιστώντας τα σύνθετα κατάλληλα για συσκευασίες τροποποιημένης ή ελεγχόμενης ατμόσφαιρας.
Στο τρίτο μέρος μελετήθηκαν συστήματα χιτοζάνης, καθώς και τριαδικά μίγματα χιτοζάνης/PVA με νανοκυτταρίνες. Διερευνήθηκε η αναμιξιμότητα και οι φυσικοχημικές αλληλεπιδράσεις των συστατικών, ενώ καταγράφηκαν οι βελτιωμένες μηχανικές και ιδιότητες φραγής των συνθέτων. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη δυνατότητα ανάπτυξης βρώσιμων, βιοδιασπώμενων μεμβρανών κατάλληλων για εφαρμογές ελαχιστοποιημένου περιβαλλοντικού αποτυπώματος.
Συνολικά, η διατριβή παρέχει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο γνώσης και τεχνολογικής προσέγγισης για την ανάπτυξη προηγμένων βιοπολυμερικών και βιοαποικοδομήσιμων συστημάτων συσκευασίας τροφίμων. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τον κρίσιμο ρόλο των νανοκυτταρινών στη βελτιστοποίηση λειτουργικών ιδιοτήτων και προσφέρουν εφικτές λύσεις για την κλιμάκωση παραγωγής και τη βιομηχανική αξιοποίηση υλικών μειωμένου περιβαλλοντικού αποτυπώματος.
Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)
Απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής (2014-2019) του Πανεπιστημίου Πατρών με ειδίκευση στην κατεύθυνση «Φυσική Υλικών Τεχνολογίας» (Τίτλος διπλωματικής εργασίας: Μελέτη διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων και προσρόφησης πολυμερών σε επιφάνειας μεταλλικών υμενίων). Κατέχει μεταπτυχιακό δίπλωμα ειδίκευσης από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών μέσω του προγράμματος μεταπτυχιακών σπουδών «Προηγμένες Εφαρμογές στη Χημική Μηχανική» (Τίτλος μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας: Χαρακτηρισμός νημάτων/υφασμάτων και επιφανειακής τροποποίησης τους για βαφή ενός σταδίου. Αξιολόγηση περιβαλλοντικής αποτελεσματικότητας). Από το 2021 είναι υποψήφιος διδάκτορας του Τμήματος Χημικών Μηχανικών πραγματοποιώντας την έρευνα της Διδακτορικής του Διατριβής ως υπότροφος του Ινστιτούτου Επιστημών Χημικής Μηχανικής (ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ) με τίτλο διατριβής: Βιομηχανικά υλικά υψηλής απόδοσης από νανοκυτταρίνη: μοριακός χαρακτηρισμός, μελέτη ανισοτροπίας και μορφολογίας φιλμ/ινών.
Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στη σύνθεση και παρασκευή σύνθετων υλικών (film), στον μοριακό χαρακτηρισμό και την τροποποίηση της κυτταρίνης, με εφαρμογές τόσο στη βελτίωση της βαφής υφασμάτων όσο και στην ανάπτυξη βιοδιασπώμενων υλικών συσκευασίας τροφίμων. Έχει εμπειρία στην εφαρμογή προηγμένων τεχνικών επιφανειακής ανάλυσης όπως XPS και SPR, αλλά και τη αξιολόγηση των λειτουργικών ιδιοτήτων συνθέτων πολυμερικών μεμβρανών για εφαρμογή ως συσκευασίες τροφίμων.
Έχει συμμετάσχει σε 9 Ευρωπαϊκά και Εθνικά επιστημονικά συνέδρια. Τέλος, μέρος των αποτελεσμάτων της διδακτορικής της διατριβής έχουν ήδη δημοσιευτεί σε επιστημονικό περιοδικό με σύστημα κριτών, ενώ έχει υποστηρίξει και άλλες παρεμφερείς μελέτες, ενώ έχει συμμετάσχει και στην υποβολή μιας ευρεσιτεχνίας.
1. Tsimpouki, L., Papapetros, K., Anastasopoulos, C., Sygellou, L., Soto-Beobide, A., Andrikopoulos, K., Voyiatzis, G., Bokias, G., Kallitsis, J. “Water-soluble quaternized copolymers as eco-friendly cationic modifiers of cotton fabrics for salt-free reactive dyeing applications” Cellulose 30, 6031–6050 (2023). https://doi.org/10.1007/s10570-023-05220-w
2. Papapetros, K., Sygellou, L., Anastasopoulos, C., Andrikopoulos, K., Bokias, G., Voyiatzis, G. “Spectroscopic Study of the Interaction of Reactive Dyes with Polymeric Cationic Modifiers of Cotton Fabrics” Appl. Sci. 13, 5530-18 (2023). https://doi.org/10.3390/app13095530
3. Barmpaki, A. A., Zavvou, E. E., Drivas, C., Papapetros, K., Sygellou, L., Andrikopoulos, K., Kennou, S., Andritsos, N., Giannakas, A., Salmas, C., Ladavos, A., Svarnas, P., Karahaliou, P., Krontiras, C. “Atomic layer deposition of ZnO on PLA/TiO2 bionanocomposites: Evaluation of surface chemistry and physical properties toward food packaging applications” J. Appl. Polym. Sci., 140, e54465-16 (2023). https://doi.org/10.1002/app.54465
4. Papapetros, K., Mathioudakis, G., Vroulias, D., Koutroumanis, N., Voyiatzis, G., Andrikopoulos, K. “Structure-Properties Correlations of PVA-Cellulose Based Nanocomposite Films for Food Packaging Applications” Polymers 17, 1911-22 (2025). https://doi.org/10.3390/polym17141911
5. Sarafidou, M., Vlysidis, A., Papapetros, K., Filippi, K., Voyiatzis, G., Andrikopoulos, K. S., Koutinas, A., Stylianou, E. “Development and characterization of bacterial cellulose nanocomposites from de-pectinated sugar beet pulp hydrolysates within a biorefinery” Bioresource Technology, 427, 132351-11 (2025). https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132351
Granted Patent. Title: ’Method for improving dyeing processes for cotton textile’.
Appl. No.: 20220100386/9-5-2022
Inventors: G.A Voyiatzis, K.S Andrikopoulos, A. Soto Beobide, K. Papapetros, L. Syggelou, G. Bokias, J. Kallitsis, Ch. Anastasopoulos, L. Tsimpouki, A. Apostolidis, A. Soulis
Depositors: FORTH/ICE-HT, University of Patras, Colora S.A, Sulis Khunis S.A.