Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοδομημένων υλικών για περιβαλλοντικές εφαρμογές

Περίληψη

Τα βασικά ερευνητικά ενδιαφέροντα του κ. Αρφάνη επικεντρώνονται στη σύνθεση φωτοκαταλυτικών υλικών τιτανίας (TiO₂) και το χαρακτηρισμό τους με τεχνικές μικροσκοπίας SEM, φασματοσκοπία Raman, UV/vis, EDX και τεχνικές XRD. Μέσω των διαφόρων τεχνικών ηλεκτροχημείας, υγρής χημείας, και υδροθερμίας αναπτύσσονται νανοδομές νανοσωλήνων, αντίστροφου οπαλίου και κέλυφους-πυρήνα, ενώ επιτυγχάνεται και η συναπόθεση διαφόρων νανοσωματιδίων και κβαντικών τελειών. Αυτά τα φωτοκαταλυτικά υλικά αξιολογούνται μέσω της αποικοδόμησης πρότυπων  ρύπων στο νερό υπό την επίδραση UV-A ακτινοβολίας ή ορατού φωτός. Επιπλέον παρουσιάζεται η παρασκευή σύνθετων φωτοκαταλυτικών υλικών μεταλλικών οξειδίων  του σιδήρου με το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου και του βολφραμίου με το γραφιτικό νιτρίδιο. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά στην ανάπτυξη πιλοτικών αντιδραστήρων μεγάλης κλίμακας για την επεξεργασία και την επαναχρησιμοποίηση ακάθαρτου νερού. Συγκεκριμένα γίνεται αναφορά στη κατασκευή ενός υβριδικού αντιδραστήρα φωτοκαταλυτικών μεμβρανών, ικανό να ανακυκλώνει έως και 15 m³ ημερησίως και στην ανάπτυξη ενός υπερσύγχρονου φωτοαντιδραστήρα τρισδιάστατης εκτύπωσης, με εφαρμογή στη διαχείριση βιομηχανικών λυμάτων. Τέλος, αναφέρονται οι μελλοντικοί ερευνητικοί στόχοι του Δρ. Αρφάνη σχετικά με την ανάπτυξη νανοδομημένων φωτοκαταλυτικών υλικών υψηλής απόδοσης για περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή

Ο Μιχάλης Αρφανής είναι φυσικός, κάτοχος Msc στην Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών και διδάκτωρ ΕΜΠ. Η διδακτορική του διατριβή με τίτλο «Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Καινοτόμων Νανοδομημένων Υλικών Τιτανίας για Φωτοκαταλυτική Αποικοδόμηση Ρύπων στο Νερό», σχετίζονταν με τη σύνθεση νανοδομημένων φωτοκαταλυτικών υλικών με τεχνικές υγρής χημείας, τον χαρακτηρισμό τους με  τεχνικές ανάλυσης ακτινών-Χ, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και φασματοσκοπίας, καθώς και την αξιολόγησή τους στην φωτοαποικοδόμηση πρότυπων ρύπων στο νερό. Στη συνέχεια επεκτάθηκε και στη σύνθεση εναλλακτικών φωτοκαταλυτικών υλικών με τεχνικές υδροθερμίας, και την εφαρμογή τους σε περιβαλλοντικές εφαρμογές. Παράλληλα έχει συμμετάσχει στην υλοποίηση πιλοτικών έργων μεγάλης κλίμακας, όπως η κατασκευή φωτοκαταλυτικών αντιδραστήρων επεξεργασίας νερού και η ανάπτυξη υπερυδρόφιλων υμενίων τιτανίας για ηλιακά κάτοπτρα. Παράλληλα, κατέχει υψηλή τεχνογνωσία γύρω από τη δονητική φασματοσκοπία Raman  και τη μελέτη δομικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων διάφορων ανόργανων και οργανικών υλικών. Εν  συντομία, ο Δρ. Αρφάνης έχει δείκτη h-index 15, με 25 δημοσιεύσεις και περισσότερες από 900 ετεροαναφορές. Μέχρι σήμερα έχει συμμετάσχει σε 25 διεθνή επιστημονικά συνέδρια, με πολλές από τις εργασίες αυτές να έχουν επιλεχθεί για παρουσίαση υπό τη μορφή ομιλίας. Είναι κριτής σε διεθνή περιοδικά των οίκων Springer, MPDI, Wiley και Elsevier. Τα ερευνητικά του αποτελέσματα είναι απόρροια της συμμετοχής του στην υλοποίηση χρηματοδοτούμενων ερευνητικών προγραμμάτων ενταγμένα σε ευρωπαϊκές δράσεις LIFE, Horizon και ERANETS, αλλά και εθνικών δράσεων ΑΡΙΣΤΕΙΑ και ενισχύσεων νέων ερευνητών. Μέρος της εργασίας του έχει οδηγήσει στην συγγραφή μίας πατέντας, η οποία βρίσκεται στη διαδικασία κατοχύρωσης. Αυτή τη περίοδο εργάζεται ως εντεταλμένος διδάσκων στο τμήμα Φυσικής του Καποδιστριακού Πανεπιστημίου.