Εργαστήριο Κβαντικής και Υπολογιστικής Χημείας

Το Εργαστήριο Κβαντικής και Υπολογιστικής Χημείας συμπληρώνει 30 χρόνια ζωής.

Το εκπαιδευτικό έργο του εργαστηρίου επικεντρώνεται στην διδασκαλία σε προπτυχιακό επίπεδο θεμάτων που άπτονται των Αρχών της Κβαντικής Χημείας και της Φασματοσκοπίας, της Υπολογιστικής Χημείας, της Μοριακής Μοντελοποίησης και των Εφαρμογών της Μοριακής Συμμετρίας και της Θεωρίας των Ομάδων στη Χημεία.

Το ερευνητικό αντικείμενο του εργαστηρίου είναι σήμερα ένα σημαντικό ερευνητικό εργαλείο μελέτης της δομής και των ιδιοτήτων των μοριακών συστημάτων. Προς τούτο συνδυάζουμε τις αρχές της κλασσικής φυσικής και της κβαντικής θεωρίας και με τη βοήθεια των υπολογιστών προβλέπουμε λεπτομερώς τη δομή της ύλης και τις χημικές διεργασίες. Αποτέλεσμα της έρευνάς μας είναι η κατανόηση του τρόπου που λειτουργεί ο κόσμος μας σε μοριακό επίπεδο, ο σχεδιασμός νέων μορίων με επιθυμητές ιδιότητες αλλά και των διεργασιών σύνθεσης τους.

Η δουλειά μας αλληλεπιδρά ισχυρά με αυτήν των πειραματικών χημικών, καθώς είναι αυτοί οι οποίοι καλούνται να επιβεβαιώσουν τις θεωρητικές μας προβλέψεις αλλά και αυτοί που απευθύνονται σε μας για να ερμηνεύσουν νέα πειραματικά αποτελέσματα. Έτσι, πέρα από τη βασική μας έρευνα που στοχεύει στη βαθιά κατανόηση της δομής και των ιδιοτήτων της ύλης, έχουμε αρκετές συνεργασίες με πειραματικές ομάδες. Αυτές άλλωστε οι συνεργασίες μας εξασφαλίζουν και τις μεγαλύτερες δυνατότητες χρηματοδότησης.

Τα πρόσφατα ερευνητικά μας ενδιαφέροντα είναι ο σχεδιασμός πρόδρομων μορίων για νέα υλικά με ημιαγώγιμες ή υπεραγώγιμες ιδιότητες για χρήση στους τομείς της ηλεκτρονικής και της αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και η μελέτη της συμπεριφοράς των μορίων σε ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. Επίσης ο σχεδιασμός νέων πολυμερικών υλικών δέσμευσης φαρμάκων με στόχο την σταδιακή και ελεγχόμενη αποδέσμευση τους κατά τη χορήγηση στον άνθρωπο, αλλά και πολυμερών μοριακής αποτύπωσης για επιλεκτική δέσμευση ρύπων από το περιβάλλον.

Τις τελευταίες δεκαετίες βασικό μας εργαλείο είναι και η γραφική απεικόνιση των μορίων και των ιδιοτήτων τους. Τα μοριακά γραφικά. Αυτό μας οδήγησε σε μια παράπλευρη έρευνα που αφορά τη χρήση των μοριακών γραφικών στη χημική εκπαίδευση. Αντικείμενο  της έρευνας αυτής είναι η ανάπτυξη, εφαρμογή και αξιολόγηση εκπαιδευτικών λογισμικών μοριακής οπτικοποίησης για όλα τα επίπεδα εκπαίδευσης. Στο αντικείμενο αυτό μόλις έχουμε ολοκληρώσει ένα μεγάλο χρηματοδοτούμενο πρόγραμμα, ενώ λογισμικά που έχουμε αναπτύξει για την τριτοβάθμια εκπαίδευση χρησιμοποιούνται σε πολλά πανεπιστήμια του εξωτερικού, και στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση στη χώρα μας.