Ανάπτυξη και Χαρακτηρισμός πολυλειτουργικών Νανο-ενισχυμένων Πολυμερών & Ινωδών Σύνθετων Υλικών

Περίληψη

Στόχος της παρουσίασης είναι η σύντομη περιγραφή του συνολικού έργου της κας Χριστίνας Κωσταγιαννακοπούλου, από το προπτυχιακό επίπεδο της διπλωματικής εργασίας, έως το διδακτορικό δίπλωμα και τέλος τη μεταδιδακτορική της έρευνα.

Το μεγαλύτερο ποσοστό του ερευνητικού έργου είναι εφαρμοσμένο, και αφορά στην ανάπτυξη νανο-σύνθετων πολυμερικών υλικών, με στόχο τη βελτίωση ιδιοτήτων τους και τη χρήση τους στις εκάστοτε βιομηχανίες ενδιαφέροντος. Μελετώνται πολυμερικά υλικά, κυρίως της οικογένειας των εποξεικών ρητινών, και με σκοπό τη χρήση τους ως μήτρα σε σύνθετα υλικά (ΣΥ) με ενίσχυση συνεχών τεχνικών ινών (άνθρακας, γυαλί, αραμίδιο). Τα πολυμερή αυτά τροποποιούνται με διασπορά διάφορων τύπων νανο-σωματιδίων, κυρίως άνθρακα – GNPs, CNTs, nano-Ribbons. Ιδιότητες προς βελτίωση – μελέτη είναι κυρίως οι μηχανικές, θερμικές και ηλεκτρικές, αλλά και συνδυασμός αυτών με σκοπό την επίτευξη ή αύξηση της πολυλειτουργικότητας των τελικά παραγόμενων ΣΥ. Το ερευνητικό έργο έχει πάντα ολιστική προσέγγιση, από την αρχική επιλογή των πρώτων υλών ανάλογα με τις ανάγκες της εκάστοτε έρευνας-εφαρμογής-βιομηχανίας, έως την κατασκευή των υλικών, τον ποιοτικό έλεγχο σε κάθε βήμα της διαδικασίας και τελικά τις απαιτούμενες δοκιμές και τις αναλύσεις των αποτελεσμάτων. Τυποποίηση (Διεθνής, Ευρωπαϊκή και Εθνική) ακολουθείται σε κάθε στάδιο της έρευνας, από το supply chain έως την αποθήκευση, χρήση και τελικό έλεγχο και δοκιμή των παραγόμενων προϊόντων, διασφαλίζοντας στο μέγιστο δυνατό βαθμό ασφάλεια διαδικασιών και ποιότητα παραγόμενων αποτελεσμάτων. Στη διάρκεια της έρευνας αυτής σημαντικά αποτελέσματα επιτεύχθηκαν και δημοσιεύτηκαν, όπως αύξηση δυσθραυστότητας ΣΥ συνεχών ινών άνθρακα (>60% σε διαστρωματική αποκόλληση τύπου Ι, με χρήση GNPs), αύξηση θερμικής αγωγιμότητας (~50% με χρήση GNPs) και αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας κατά το πάχος ΣΥ ινών άνθρακα κατά 2 τάξεις μεγέθους. Προσδιορίζονται πρωτόκολλα κατεργασίας των υλικών, ώστε να διασφαλίζεται η αναπαραγωγιμότητα και επαναληψιμότητα των παραγόμενων αποτελεσμάτων.

Η ερευνητική δραστηριότητα συνεχίζεται στους ίδιους γενικά τομείς, αλλά και με προσθήκη θερμοπλαστικών υλικών, με στόχευση στις ίδιες αλλά και νέες βιομηχανίες, όπως η βιομηχανία της συσκευασίας. Νέα εργαλεία εισάγονται όπως αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης για περεταίρω βελτίωση των παραγόμενων αποτελεσμάτων, μειώνοντας τους χρόνους ανάπτυξης, κατασκευής και δοκιμών, αλλά και αυξάνοντας το εύρος πεδίου παραμέτρων προς μελέτη.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή

Η Χριστίνα Κωσταγιαννακοπούλου έλαβε το δίπλωμα του Μηχανολόγου και Αεροναυπηγού Μηχανικού από το τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών το 2009.  Το 2010 εντάχθηκε στο  Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων του Πανεπιστημίου Πατρών ως υποψήφια διδάκτορας. Η διδακτορική της διατριβή ολοκληρώθηκε το 2017 και είχε τίτλο «Ανάπτυξη νέων πολυλειτουργικών δομικών σύνθετων υλικών με ενίσχυση πολλαπλής κλίμακας για βελτιωμένη θραυστομηχανική συμπεριφορά». Από το 2017 έως και σήμερα, συνεχίζει να συνεργάζεται με το Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια πραγματοποιώντας έρευνα σε αντικείμενα που άπτονται του ερευνητικού της ενδιαφέροντος.  Τα επιστημονικά της ενδιαφέροντα τα οποία αναλύονται και στη συνέχεια επικεντρώνονται κυρίως στη σύνθεση και βελτιστοποίηση διεργασιών παρασκευής σύνθετων και νανοσύνθετων υλικών. Στην ανάπτυξη πολυλειτουργικών νανο-ενισχυμένων υλικών με βελτιωμένες ιδιότητες. Στην πειραματική μελέτη σύνθετων και νανοσύνθετων υλικών με σκοπό τη βελτίωση των παραμέτρων κατασκευής τους και συνεπώς των ιδιοτήτων τους. Στη συσχέτιση εργαλείων μηχανικής μάθησης με τις παραμέτρους κατασκευής και τις ιδιότητες των σύνθετων/νανοσύνθετων υλικών για την ανάπτυξη νέων υλικών με βελτιωμένη λειτουργικότητα. Τέλος, στον σχεδιασμό νέων ανακυκλώσιμων-βιώσιμων σύνθετων/νανοσύνθετων υλικών. Το δημοσιευμένο της  έργο απαριθμεί 11 άρθρα σε τεκμηριωμένα διεθνή επιστημονικά περιοδικά με αξιολόγηση από ανεξάρτητους κριτές. Έχει 25 προφορικές παρουσιάσεις σε πρακτικά διεθνώς αναγνωρισμένων συνεδρίων και ημερίδων (359 citations και h-index: 8 στο ερευνητικό της έργο, Πηγή: Google scholar). Ως επιστημονικός συνεργάτης του Εργαστηρίου Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων έχει συμμετάσχει στη συγγραφή και στην υλοποίηση 22 ευρωπαϊκών και 5 εθνικών έργων ενώ παράλληλα έχει φέρει εις πέρας διάφορες ερευνητικές και άλλες δραστηριότητες του τμήματος. Το διάστημα 2020-2023 παρείχε ως πανεπιστημιακή υπότροφος αυτοδύναμο διδακτικό έργο  στα μαθήματα «Πειραματικές Μέθοδοι σε Σύνθετα Υλικά» και «Μη καταστροφικές δοκιμές & έλεγχοι» του Τομέα Εφαρμοσμένης Μηχανικής, Τεχνολογίας Υλικών & Εμβιομηχανικής του Τμήματος Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών. Τέλος, έχει υποστηρίξει την επίβλεψη 24 διπλωματικών και 6 μεταπτυχιακών εργασιών.