Στόχος του προγράμματος ήταν η μελέτη της ροής κολλοειδών διασπορών υπό εξωτερική διάτμηση, με έμφαση στην διερεύνηση της σχέσης ανάμεσα στην μικροσκοπική δομή και δυναμική καθώς και τις διασωματιδιακές αλληλεπιδράσεις με τις ρεολογικές ιδιότητες. Μεγάλο εύρος προϊόντων όπως  πολυμερή, κολλοειδή, κοκκώδη υλικά με πολύπλοκη ιξωδοελαστική συμπεριφορά και έχουν πολλαπλές εφαρμογές τόσο σε καταναλωτικά  προϊόντα όσο και σε γραμμές παραγωγής και επεξεργασίας. Η κατανόηση των μηχανισμών ροής με βάση την μικροσκοπική δομή και δυναμική των δομικών τους στοιχειών (όπως τα κολλοειδή σωματίδια) έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης και την Επιστήμη των Υλικών  για παράδειγμα όσον αφορά την σχέση θερμοδυναμικών φάσεων και μη εργοδικών καταστάσεων εκτός ισορροπίας.

Στο πρόγραμμα μελετήσαμε κάποια ανοικτά ερωτήματα όπως το φαινόμενο της διαρροής (yielding) σε κολλοειδείς υάλους και πηκτώματα δηλαδή συστήματα με ελαστική απόκριση στερεού που αρχίζουν να ρέουν υπό την επίδραση διατμητικών δυνάμεων και παραμορφώσεων (μεγαλυτέρων από μια κρίσιμη τιμή). Το ερευνητικό πρόγραμμα βασίστηκε στην συνδυασμένη χρήση πειραματικών τεχνικών όπως ρεολογία, σκέδαση φωτός λέιζερ, οπτική μικροσκοπίας και μέτρηση δυνάμεων με οπτικές λαβίδες (μικρορεολογία) ενώ επικουρικά πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις σε υπολογιστή με την τεχνική Brownian Dynamics.

Σημαντικο μερος του προγραμματος αφιερώθηκε στην απόκτηση, ανάπτυξη και το στησιμο νεων πειραματικών συσκευων. Συγκεκριμενα αποκτηθηκαν ή κατασκευάστηκαν οι παρακατω πειραματικες συσκευές:

α) Συνεστιακο Οπτικο μικροσκοπιο φθορισμου, που συνδιαστηκε με ρεομετρο για την μέτρηση της δομης και της δυναμικης κολλοειδών συστημάτων υπο διατμητική παραμόρφωση

β) Διάταξη διεπιφανειακού κύματος σε ρεομετρο για την μέτρηση του πεδίου ταχυτήτων κοντα στην επιφανεια του ρεομετρου και την μελετη του φαινομένου της ολίσθησης και

γ) Συσκευή οπτικών λαβίδων για την μέτρηση δυνάμεων σε μικροσκοπικό επίπεδο.

Στην συνέχεια παρουσιάζουμε συνοπτική περιγραφή των αποτελεσμάτων:

Ολοκληρώθηκε η αγορά και και η συναρμολόγηση της συσκευής οπτικών λαβίδων, καθώς και η αγορά και εγκασταση  του συνεστιακό οπτικού μικροσκοπίου φθορισμού VT-eye της εταιρίας Visitech. Προχωρησαμε σε σειρά επιτυχών δοκιμών με προτυπα δείγματα κολλοειδών σωματιδίων σε διαφορες συνθηκες λειτουργίας (ταχυτητες και λειτουργιες σάρωσης). Ολοκληρώθηκε η σύνδεση του μικροσκοπίου με ρεομετρο Anton-Paar MCR 302 και οι σχετικές δοκιμές.

Ολοκληρώθηκε σειρά μετρήσεων της δυναμικής υπό ροή και κοντά σε επιφάνειες και της μελετης του φαινομένου της ολίσθησης με την διάταξη σκέδασης επιφανειακού κύματος (Evanescent Wave DLS) σε ρεομετρου DSR (Rheometrics) και Kinexus (Malvern). Χρησιμοποήθηκαν πρότυπα κολλοειδή δείγματα και έγιναν μετρήσεις του πεδίου ροής κοντά στην επιφάνεια για τη μέτρηση της ταχύτητας ολίσθησης.

Μελετήσαμε το φαινόμενο της διαρροής (yielding) τόσο σε υάλους σκληρών σφαιρών όσο και σε πηκτώματα ελκτικών σωματιδίων με την χρήση ρεομέτρων και των τεχνικών LS-echo και MSDLS. Επίσης χρησιμοποιήσαμε προσομοιώσεις Brownian Dynamics για να μελετήσουμε μίγματα κολλοειδών σφαιρών σκληρών και ελκτικών σφαιρών, διερευνώντας την δομή, δυναμική και στοιχεία της ρεολογικης τους συμπεριφοράς.

Πραγματοποιήθηκαν πειράματα διατμητικής ρεολογίας αλλά και εκτατικής (extensional) παραμόρφωσης σε δείγματα που παρουσιάζουν φαινόμενο ρεοπηξίας.

Ολοκληρώσαμε σειρά δοκιμών της διάταξης οπτικών λαβίδων με αραιά δείγματα κολλοειδών διασπορών. Επίσης μελετήσαμε πυκνές διασπορές και ύαλους κολλοειδών σκληρών σφαιρών με την τεχνική των οπτικών λαβίδων.

Μέλη του έργου συμμετείχαν σε 8 διεθνή συνέδρια ρεολογίας και πολυμερών και παρουσιάστηκαν 11 εργασίες. Επίσης έχουν ήδη δημοσιευτεί 3 εργασίες, έχουν υποβληθεί ακόμα  δύο και είναι σε προετοιμασία τουλάχιστον 5 ακόμα εργασίες.  Τέλος διοργανώθηκε διημερίδα (Σεπτ. 2015) με εκπαιδευτικές διαλέξεις και παρουσιάσεις ερευνητικών εργασιών από διακεκριμένους ερευνητές και συνεργάτες της ομάδας Πολυμερών και Κολλοειδών του ΙΤΕ.

Στο πρόγραμμα απασχολήθηκαν συνολικά 1 υποψήφιος διδάκτορας, 2 μεταπτυχιακοί φοιτητές, 2 τεχνικοί και 5 μεταδιδακτορικοί ερευνητές. 

NFFA-EUROPE sets out a platform to carry out comprehensive projects for multidisciplinary research at the nanoscale extending from synthesis to nanocharacterization to theory and numerical simulation.
Advanced infrastructures specialized on growth, nano-lithography, nano-characterization, theory and simulation and fine-analysis with Synchrotron, FEL and Neutron radiation sources are integrated in a multi-site combination to develop frontier research on methods for reproducible nanoscience research and to enable European and international researchers from diverse disciplines to carry out advanced proposals impacting science and innovation.

NFFA-EUROPE enables coordinated access to infrastructures on different aspects of nanoscience research that is not currently available at single specialized ones and without duplicating their specific scopes.
Approved user projects have access to the best suited instruments and support competences for performing the research, including access to analytical large scale facilities, theory and simulation and high-performance computing facilities.
The users access includes several “installations” and is coordinated through a single entry point portal that activates an advanced user-infrastructure dialogue to build up a personalized access programme with an increasing return on science and innovation production.

The own research activity of NFFA-EUROPE addresses key bottlenecks of nanoscience research: nanostructure traceability, protocol reproducibility, in-operando nano-manipulation and analysis, open data.