Το μάθημα αυτό έχει ως στόχο την εισαγωγή των μεταπτυχιακών φοιτητών χημικών μηχανικών στη σύγχρονη επιστήμη και τεχνολογία της σύνθεσης βιοδραστικών υλικών. Συνυφασμένη με την προσπάθεια αυτή είναι η ανάλυση των υλικών αυτών με τη βοήθεια φασματοσκοπικών και δομικών τεχνικών σύγχρονης οργανολογικής τεχνολογίας. Τόσο η σύνθεση όσο και η ανάλυση επιτυγχάνονται με την απόκτηση ουσιαστικών γνώσεων των τεχνικών και την επακόλουθη εφαρμογή αυτών. 

Βασική στατιστική θερμοδυναμική. Θερμοδυναμική διαλυμάτων. Θερμοδυναμικοί νόμοι. Συναρτήσεις ελεύθερης ενέργειας και συνθήκες ισορροπίας.
ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ " ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ - ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ "

Σχεδιασμός, προσομοίωση και βελτιστοποίηση συσκευών διεργασιών (π.χ. αντιδραστήρες, στήλες φυσαλίδων, εναλλάκτες θερμότητας, μ-συσκευές) με χρήση κώδικα Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD). Τεχνικές σχεδιασμού πειραμάτων (DOE) για τον καθορισμό των απαραίτητων “υπολογιστικών πειραμάτων” που περιγράφουν ικανοποιητικά την επίδραση των σχεδιαστικών μεταβλητών στην απόκριση ενός συστήματος. Μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης (RSM).
Βασικές αρχές βελτιστοποίησης διεργασιών και συστημάτων. Μοντελοποίηση διακριτών επιλογών σε προβλήματα σχεδιασμού διεργασιών με χρήση δυαδικών μεταβλητών. Μεθοδολογία μετατροπής λογικών εκφράσεων σε ισοδύναμες αλγεβρικές αναπαραστάσεις. Βασικές αρχές και αλγόριθμοι επίλυσης προβλημάτων μεικτού-ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού. Σύνθεση και Σχεδιασμός Δικτύων Εναλλακτών Θερμότητας για μέγιστη εξοικονόμηση Ενέργειας. Βέλτιστος σχεδιασμός ενεργειακών υποδομών. Προηγμένη σύνθεση διεργασιών διαχωρισμού.
Εισαγωγή στο  εργαλείο GAMS για τη βελτιστοποίηση συστημάτων διεργασιών. Δομή του εργαλείου, σύνταξη προβλημάτων βελτιστοποίησης, βασικές εντολές και δυνατότητες.

  • Στατιστικές κατανομές/στοιχεία μοριακών προσομοιώσεων/εφαρμογές σε μακρομοριακά συστήματα
  • Διαμορφώσεις πολυμερών/Ενεργειακές διαμορφώσεις λόγω περιστροφής (RIS)
  • Θερμοδυναμική διαλυμάτων-Θεωρίες καταστατικής εξίσωσης από στατιστική θερμοδυναμική θεώρηση/Εφαρμογή σε συστήματα μοριακών και μακρομοριακών συστημάτων
  • Μίγματα πολυμερών
  • Υαλώδης μετάβαση – θερμοδυναμική και κινητική προσέγγιση
  • Κρυσταλλικότητα, κρυστάλλωση και τήξη. Εμπυρήνωση, θεωρία Avrami
  • Στοιχεία ρεολογίας πολυμερών
  • Τρισδιάστατες δομές. Φυσικά και θερμοπλαστικά ελαστομερή. Διόγκωση και κατάρρευση πηκτών.
  • Ιξωδοελαστικότητα.
  • Συστήματα πολυμερών - υπερκρίσιμων ρευστών 

• Νανοσωματίδια και νανοδομές • Τεχνικές χαρακτηρισμού στη νανοκλίμακα • Διαβροχή, συγκόλληση, τριχοειδή φαινόμενα • Υπερυδρόφοβες επιφάνειες. Ιεραρχικές υπερδομές. Υπερυδροφιλικότητα. • Αμφίφιλα μόρια και αυτοοργάνωση της ύλης • Μικύλια, κολλοειδή σύζευξης, λιποσωμάτια • Εφάπλωση, υμένια, βιομεμβράνες • Σύγχρονες τεχνικές σύνθεσης και παραγωγής νανοδομών • Βιομιμητική Χημεία • Οπτικές και ηλεκτροκινητικές ιδιότητες κολλοειδών • Σταθεροποίηση κολλοειδών. Θεωρία DLVO • Νανο/μικρο-γαλακτώματα και εφαρμογές • Νανοσπόγγοι, αεροπηκτές. • Ικριώματα ιστομηχανικής, εγκλεισμός φαρμακευτικών ουσιών και νανοφορείς ελεγχόμενης αποδέσμευσης. 

  • O ρόλος του χημικού μηχανικού στη νανοϊατρική και στη βιοϊατρική μηχανική. Αρχές βιοϊατρικής μηχανικής .
  • Εισαγωγή στη λειτουργία του ανθρώπινου σώματος (μόρια, κύτταρα, εσωτερικές διεργασίες, σχέση μεταξύ δομής & λειτουργίας).
  • Eμβάθυνση, εξελίξεις και σύγχρονες τάσεις της νανοϊατρικής και βιοϊατρικής μηχανικής με παραδείγματα βιοσυμβατά υλικά, οι κλινικές εφαρμογές τους στη χορήγηση φαρμάκων, ιστομηχανική, αναγεννητική ιατρική, νανοεπιστήμη & να-νοτεχνολογία στη βιοϊατρική μηχανική, ελάχιστα επεμβατική χειρουργική.
  • Βασικές έννοιες της ρευστομηχανικής με τις ιδιαιτερότητες των ιατροβιολογικών συστημάτων.
  • Βασικές αρχές της ροής του αίματος στο κυκλοφορικό σύστημα του ανθρώπινου οργανισμού.
  • Στοιχεία για τη ρεολογία του αίματος και την παραγωγή ‘ρεολογικών αναλόγων’ του αίματος.
  • Ανάλυση των αρχών και τεχνικών μετρήσεων παραμέτρων της ροής στα ανωτέρω συστήματα.
  • Αντιμετώπιση-μελέτη των προβλημάτων ροής με πειραματικές τεχνικές και CFD. 

Στόχος του μαθήματος είναι: Η κατανόηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών του νερού και των αποβλήτων, τα οποία καλούμαστε να τροποποιήσουμε με την εφαρμογή διεργασιών επεξεργασίας, Η αξιολόγηση των διεργασιών επεξεργασίας σε σχέση με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά που μπορούν να μεταβάλλουν. Η διδασκαλία σχεδιασμού εξελιγμένων διεργασιών επεξεργασίας νερού και υγρών αποβλήτων.