Διδακτορική Φοιτήτρια

ΕΥΔΟΚΙΑ ΚΥΡΙΑΚΟΥ

Email

evdokia@materials.uoc.gr

Τηλέφωνο

Γραφείο

Προσωπική ιστοσελίδα

Θέμα διδακτορικού

Mechanical Properties of Architected Three-Dimensional Biomimetic Materials

Μηχανικές Ιδιότητες Αρχιτεκτονικών Τρισδιάστατων Βιομιμητικών Υλικών

Επιβλέπων

ΓΛΥΝΟΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Π.Κ.

Μέλη Επιτροπής

ΜΗΤΡΑΚΗ ΑΝΝΑ, Καθηγήτρια, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών - ΠΚ

ΦΑΡΣΑΡΗ ΜΑΡΙΑ, Ερευνήτρια Α΄, Ιδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας, Ηράκλειο Κρήτης

Abstract

Nature is the epitome of creativity regarding the design of functional materials that can exhibit outstanding combinations of strength, toughness and stiffness that are unmatched by manmade materials. Over the last years, a significant research effort has been devoted to elucidate the microstructure and mechanisms behind these mechanical performances, in order to duplicate them in artificial materials. This material design approach, termed biomimetics, holds the promise to yield materials with remarkable properties. In this thesis, the mechanical properties (both in the macroscopic and microscopic scale) of bioinspired 3D materials, that will be fabricated with Multiphoton Lithography (MPL), will be systematically studied using nanoindentation measurements and atomic force microscopy. Multiscale additive manufacturing augmented with guided self-assembly of block copolymers and peptides will be utilized to fabricate the global optimum with complexity and properties analogous to those encountered in nature. We will systematically study the mechanical performance and evaluate the significant mechanical properties such as fracture toughness, fracture propagation, strength, stiffness, and plastic evolution, aiming to comprehend how these properties are enhanced by the hierarchical and hybrid material biomimetic design of living organisms.

Περίληψη

Η φύση είναι η επιτομή της δημιουργικότητας όσον αφορά τη σχεδίαση λειτουργικών υλικών που μπορούν να επιδείξουν εξαιρετικούς συνδυασμούς αντοχής, σκληρότητας και ακαμψίας που δεν συγκρίνονται με τα ανθρωπογενή υλικά. Τα τελευταία χρόνια, μια σημαντική ερευνητική προσπάθεια έχει αφιερωθεί για την αποσαφήνιση της μικροδομής και των μηχανισμών πίσω από αυτές τις μηχανικές επιδόσεις, προκειμένου να αντιγραφούν σε τεχνητά υλικά. Αυτή η προσέγγιση σχεδιασμού υλικού, που ονομάζεται βιομιμητική, υπόσχεται να αποδώσει υλικά με αξιοσημείωτες ιδιότητες. Σε αυτή τη διατριβή, θα μελετηθούν οι μηχανικές ιδιότητες (τόσο σε μακροσκοπική όσο και σε μικροσκοπική κλίμακα) βιοεμπνευσμένων τρισδιάστατων υλικών, που θα κατασκευαστούν με Πολυφωτονική Λιθογραφία , χρησιμοποιώντας μετρήσεις νανό-εσοχών και μικροσκοπία ατομικής δύναμης. Η παραγωγή πρόσθετων πολλαπλών κλιμάκων καθοδηγούμενη με αυτοσυναρμολόγηση συμπολυμερών και πεπτιδίων θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του βέλτιστου με πολυπλοκότητα και ιδιότητες ανάλογες με αυτές που συναντώνται στη φύση. Θα μελετήσουμε συστηματικά τη μηχανική απόδοση και θα αξιολογήσουμε τις σημαντικές μηχανικές ιδιότητες όπως η αντοχή στη θραύση, η ακαμψία, η αντοχή και η πλαστικότητα με στόχο να κατανοήσουμε πώς αυτές οι ιδιότητες ενισχύονται από τον ιεραρχικό και υβριδικό βιομιμητικό σχεδιασμό υλικών των ζωντανών οργανισμών.