Διάλεξη για την υπολογιστική μελέτη διαχωρισμού μαγνητικών νανοσωματιδίων από ρευστά

Η “Υπολογιστική μελέτη διαχωρισμού μαγνητικών νανοσωματιδίων από ρευστά σε βιοϊατρικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές” θα είναι το θέμα της διάλεξης από τον Ακαδημαϊκό Υπότροφο του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Νικόλαο Μανιώτη την Τετάρτη 22 Φεβρουαρίου. Η διάλεξη θα γίνει στις 11:15 στην αίθουσα Α1, MS Teams του τμήματος.

Η διαδικασία μετακίνησης μαγνητικών νανοσωματιδίων και κολλοειδών σε διάλυμα υπό την επίδραση βαθμίδων μαγνητικού πεδίου, είναι ένα ουσιαστικό βήμα στην τεχνολογία διαχωρισμού που χρησιμοποιείται σε διάφορες βιοϊατρικές εφαρμογές. Επιπλέον, αρκετές περιβαλλοντικές εφαρμογές μαγνητικών νανοσωματιδίων έχουν ήδη εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα, όπως η επεξεργασία λυμάτων και η απομάκρυνση ρύπων. Σε ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές, μαγνητικά νανοσωματίδια προστίθενται στην κυκλοφορία του νερού προκειμένου να καθαριστεί από τοξικές ουσίες όπως το εξασθενές χρώμιο. Πρώτος στόχος της παρούσας διάλεξης είναι να προσεγγίσει την τεχνητή απομάκρυνση των μαγνητικών νανοσωματιδίων από την αιματική κυκλοφορία υπό την επίδραση εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, μέσω ενός μαθηματικού μοντέλου αντίστοιχου του μοντέλου της στοχευμένης μεταφοράς φαρμάκων και να προσδιορίσει τις συνθήκες υπό τις οποίες καθίσταται δυνατή η εξάλειψή τους. Δεύτερος στόχος είναι η μελέτη της απομάκρυνσης των μαγνητικών νανοσωματιδίων από το πόσιμο νερό με την περαιτέρω ανάπτυξη μιας πιλοτικής διάταξης. Αυτή αποτελείται από έναν περιστρεφόμενο δίσκο πάνω στον οποίο εδράζονται σε διάταξη Halbach ορθογώνιοι μόνιμοι μαγνήτες NdFeB (Εικόνα). Σε κάθε περίπτωση η μελέτη γίνεται υπολογιστικά σε δύο και τρεις διαστάσεις επιλύοντας αριθμητικά τις διαφορικές εξισώσεις και προσομοιώνοντας τις τροχιές των σωματιδίων, για διαφορετικούς συνδυασμούς τιμών των παραμέτρων οι οποίες επιδρούν στην κίνηση εκτιμώντας κάθε φορά το ποσοστό των σωματιδίων που καταφέρνει να απομακρύνει το μαγνητικό πεδίο, με στόχο να εντοπίσει τις βέλτιστες συνθήκες ώστε η πλήρης εξάλειψή τους να είναι επιτυχής.

Σύντομο Βιογραφικό

Ο Νικόλαος Μανιώτης είναι Φυσικός, κάτοχος Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης στις Νανοτεχνολογίες και Νανοεπιστήμες και  Διδάκτωρ του τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Κατά το ακαδημαϊκό έτος 2022-2023 διδάσκει στο Τμήμα των Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας το μάθημα της υπολογιστικής υδραυλικής, ως ακαδημαϊκός υπότροφος,  ενώ κατά το ακαδημαϊκό έτος 2021-2022 δίδαξε το μάθημα των μερικών διαφορικών εξισώσεων στο ίδιο Τμήμα έχοντας την θέση συμβασιούχου διδάσκοντα (ΠΔ 407). Παράλληλα, εργάζεται ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο MagnaCharta (Magnetic Νanostructures Characterization: Technology and Applications) με έδρα το Κέντρο Διεπιστημονικής Έρευνας και Καινοτομίας (ΚΕΔΕΚ). Η έρευνά του επικεντρώνεται στη χρήση αριθμητικών μεθόδων στον μικρο-μαγνητισμό για την εκτίμηση των φυσικών ιδιοτήτων (ηλεκτρικών, μαγνητικών και θερμικών) των μαγνητικών νανοσωματιδίων καθώς και στην εφαρμογή των τελευταίων στη βιοϊατρική και περιβαλλοντική μηχανική. Επίσης, στα ερευνητικά του ενδιαφέροντα συγκαταλέγονται οι προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας με σκοπό: α) τη μελέτη και την εξαγωγή ιδιοτήτων ρευστών με υπολογιστικές τεχνικές προσομοίωσης σε διάφορες κλίμακες  β) τους υπολογισμούς ηλεκτρομαγνητικών πεδίων μεταβαλλόμενου πλάτους και συχνότητας που παράγονται από διατάξεις υψηλών (RF, Microwave) και χαμηλών (LF) συχνοτήτων και γ) τη μελέτη της θερμοκρασιακής αύξησης σε βιολογικούς ιστούς και άλλα υλικά, λόγω απορρόφησης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας του έχουν δημοσιευθεί έως τώρα σε 16 επιστημονικές εργασίες σε διεθνή περιοδικά με το σύστημα των κριτών ενώ μέρος αυτών έχουν συμπεριληφθεί σε 2 κεφάλαια συλλογικών τόμων.

Περισσότερα μπορείτε να βρείτε εδώ και το πλήρες πρόγραμμα των διαλέξεων του τμήματος καθώς και τις προηγούμενες διαλέξεις εδώ.

Live Streaming: ΔΙΑΥΛΟΣ, YouTube