Στην εργασία γίνεται μελέτη του προβλήματος μεταφοράς και διάχυσης σε μια και δυο διαστάσεις με αναλυτικό και αριθμητικό τρόπο για ρύπους βιομηχανικής μονάδας. / We study in the paper the advection/ diffusion problem in one and two dimension. We use analytical and arithmetical solutions to solve the air pollution problem.

Το ανθρακικό ασβέστιο είναι ένα άλας που οι ιδιότητές του το κάνουν μοναδικό. Αποτελεί το 20% του στερεού φλοιού της γης και είναι αδιάσπαστα συνδεδεμένο με τη ζωή, την ανάπτυξη του πολιτισμού και την καλλιτεχνική δημιουργία του ανθρώπου. Αν και λόγω των φυσικών ιδιοτήτων του είναι κατάλληλο για πολλές βιομηχανικές χρήσεις είναι επίσης πηγή πολλαπλών και σοβαρών προβλημάτων στη βιομηχανία λόγω του σχηματισμού δυσδιαλήτων αποφρακτικών αλάτων, τα οποία γίνονται περισσότερο ενοχλητικά σε υψηλές θερμοκρασίες εξ αιτίας της αντίστραρης καμπύλης διαλυτότητός του. Στην παρούσα διατριβή χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της αναπτύξεως των κρυσταλλικών φύτρων σποράς και η μελέτη της κρυσταλλικής αναπτύξεως των καλά χαρακτηρισμένων κρυσταλλικών φύτρων σποράς ασβεστίτη σε μετασταθή υπέρκορα διαλύματα ανθρακικού ασβεστίου έγινε με τις ακόλουθες μεθόδους: α) τη μέθοδο της διατηρήσεως σταθερού pH και β) τη μέθοδο της σταθερής συστάσεως του διαλύματος. ... / Calcium carbonate is a ubiquitous salt. One—fifth of the earth’s crust is composed of calcium carbonate in one form or another. It is very closely related with the life and civilization of man, because it is encountered almost everywhere. Even though it’s physical properties render it important for industry and finds many uses, it is also the source of considerable concern industrially through the formation of scale, which becomes even more annoying at elevated temperatures due to its reverse solubility curves. Environmentally, calcium carbonate’s dissolution, precipitation and sorptive eapacity plays an important role in the regulation of p1-I and in the transport of various ions to and from the bottom of sea and lakes. Calcium carbonate exhibits polymorphic variation. Thus, three polymorphs are most commonly encountered in nature, in the order of decreasing soluhility they are vaterite, aragonite and calcite. There are also hydrated salts of calcium carbonate such as monohydrate or hydrocalcite and hcxahydrate or ikaite. The tendency of the thermodynamically least soluble phases to transform into the most stable calcite, especially in the presence of foreign ions may stabilize the less stable precursor phases. Although the precipitation of calcium carbonate in aqueous media has attracted the attention of a large number of researchers, the mechanism of precipitation has not yet been fully understood. In the present dissertation has been used the highly reproducible seeded growth technique. Well characterized aged seeds were added to metastable super- saturated solutions of calcium carbonate and the investigation of the precipitation pro- cess took place by two different experimental techniques: a) pH—stat method and b) a plethostatic experimental approach. ..

Η διαχείριση της γνώσης (knowledge management) αποτελεί ένα σύγχρονο ερευνητικό πεδίο με μεγάλο ενδιαφέρον, τόσο για τον επιχειρηματικό όσο και για τον ακαδημαϊκό κόσμο. Σήμερα, ο τρόπος με τον οποίο οι διάφοροι οικονομικοί οργανισμοί διαχειρίζονται την επιχειρησιακή γνώση καθορίζει το πλαίσιο της επιτυχίας ή της αποτυχίας τους. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια προσπάθεια επιβεβαίωσης και επέκτασης της υπάρχουσας θεωρίας που αφορά στη Διαχείριση της Γνώσης. Μέσα από τη σύνθεση προηγούμενων θεωρητικών και εμπειρικών δεδομένων δημιουργήθηκε ένα Εννοιολογικό Πλαίσιο που εξετάζει την επίδραση μίας από τις πιο σημαντικές διαδικασίες της διαχείρισης της γνώσης, αυτή της Διάχυσης της Γνώσης (Knowledge Sharing), στις ελληνικές εξαγωγικές επιχειρήσεις. Γίνεται μία προσπάθεια αποτύπωσης των πρακτικών διάχυσης γνώσης, που εφαρμόζουν οι ελληνικές εξαγωγικές επιχειρήσεις, τόσο στο εσωτερικό τους, όσο και με τους διανομείς / πελάτες τους στο εξωτερικό. Το συγκεκριμένο Εννοιολογικό Πλαίσιο ελέγχτηκε, με την χρήση ερωτηματολογίου, σε ένα δείγμα 71 ελληνικών εξαγωγικών επιχειρήσεων. Τα δεδομένα αναλύθηκαν με το Spss 20 και η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε είναι η παραγοντική ανάλυση. / Knowledge management is a contemporary research area of great interest, both to the business and the academic world. Nowadays, the way in which various financial organizations manage operational knowledge determines their success or failure. The present study constitutes an effort to confirm and extend the existing theory on Knowledge Management. Through the synthesis of previous theoretical and empirical data we created a Conceptual framework which examines the effect of one of the most important processes of knowledge management, Knowledge Sharing, in the Greek export business. An attempt was made to define the ways in which knowledge sharing is applied by the Greek export companies, both internally as well as with their distributors / customers abroad. This Conceptual framework was checked, using a questionnaire to a sample of 71 Greek export companies. The data were analyzed by using the Spss 20 and Factor analysis method was used to identify the factors.

Η παρούσα Μεταπτυχιακή εργασία πραγματεύεται την μεταφορά διατηρητικού ρύπου, ο οποίος εκρέει από γραμμική πηγή σταθερού μήκους, συνεχούς αλλά και στιγμιαίας έγχυσης, σε διαφορετικά βάθη ενός ανοικτού αγωγού με επίπεδο και υπό κλίση πυθμένα. Η επίλυση του προβλήματος της μεταφοράς ρύπου έγινε με τον εμπορικό κώδικα ANSYS FLUENT v.13 και στη συνέχεια συγκρίθηκε με τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την αναλυτική λύση. / This master thesis is dealing with the mass transport problem of a conservative neutral pollutant inside an open channel flow. The open channel is flat bottommed with a mild slope. The pollutant outflows either continuously or instantaneously out of a linear source,with specified length, which every time is positioned on different depths. The mass transport problem was solved both numerically, by ANSYS FLUENT v.13 programme, and analytically in order to get those two types of solytions compared.

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίλυσης μερικών διαφορικών εξισώσεων προβλημάτων διάχυσης απο ολοκληρωμένα κυκλώματα ASIC.Κυρίως επικεντρώνεται στην κατασκευή αλγορίθμων για την πλήρη αξιοποίηση των εγγενών χαρακτηριστικών της ASIC αρχιτεκτονικής. / The main subject of this work is the solution of partial non-linear differential equations from ASIC circuits.In order solution to be efficient new algorithms have to be created according to ASIC architecture special characterisitics.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται σύνδεση του διεθνούς εμπορίου με την τεχνολογική διάχυση ως σημαντικού παράγοντα. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στα μοντέλα διάχυσης τεχνολογίας. Το θέμα αυτό παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον σήμερα, καθώς λόγω της δύσκολης διεθνούς οικονομικής συγκυρίας, ο όγκος των συναλλαγών έχει υποστεί σημαντική πτώση παγκοσμίως. Η εργασία ξεκινάει με μια αναφορά στο παγκόσμιο εμπόριο και την περιγραφή του. Περνάει στην εικόνα που έχει σήμερα και στις αλλαγές που έχουν διαδραματιστεί και οδήγησαν σε αυτήν. Εξετάζεται η διασπορά των πρωταγωνιστών υψηλής τεχνολογίας και πώς οι χώρες που ακολουθούσαν έγιναν πρωταγωνιστές (βλέπε Κίνα, κ.α.). Τέλος γίνεται μια αναφορά σε δύο είδη του διεθνούς εμπορίου. Στη συνέχεια μελετάται η Τεχνολογική διάχυση και αναλύεται σαν ένας βασικός παράγοντας ο οποίος οδήγησε στις εξελίξεις του διεθνούς εμπορίου που εξετάστηκαν νωρίτερα. Ξεκινώντας από τη διάχυση γνώσης, ακολουθεί ο ορισμός της τεχνολογικής διάχυσης και εξετάζονται τα κανάλια μέσα από τα οποία διαχέεται αυτή. Τέλος διερευνάται η μεθοδολογία μέτρησης της διάχυσης μέσα από μερικές εμπειρικές μελέτες. / The present thesis correlates global trade with the diffusion of technology as an important factor. In addition, reference is made to models of technology diffusion. This issue is of great interest in this day and age since the volume of exchange has decreased significantly on a global level due to the difficult financial circumstances internationally. The work begins with a reference to global trade and a description of this. It moves on to illustrate its present form and the changes which have taken place, and led it to what it is. The dispersion of high technology protagonists is also examined, as well as how the countries which followed became protagonists (see China and others). Finally, a reference is made to two types of global trade. Next, the diffusion of technology is examined and analysed as a basic factor which has led to the development of global trade as analysed earlier. Starting with the dissemination of knowledge, a definition of technology diffusion follows, and the channels through which this is dispersed are examined. Finally, the methodology of measuring technology diffusion is investigated through some empirical studies.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και παρουσίαση μοντέλων οπτικών δικτύων. Έχοντας μελετήσει αρχικά τις ανάγκες που επιβάλλει η ζήτηση όλο και περισσότερου bandwidth, μέσα από παραδείγματα της καθημερινότητας των χρηστών καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η τεχνολογία που μπορεί να ανταποκριθεί σε αυτές τις ανάγκες είναι αυτή των fttx. Στην συνέχεια αναφέρονται βασικές αρχές λειτουργίας και χειρισμού των οπτικών ινών. Μετέπειτα αναλύονται εκτενέστερα περιπτώσεις με διαφορετικές τοπολογίες, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές των δικτύων των οπτικών ινών, σχολιάζοντας παράλληλα, την ευχρηστία και οικονομικότητα εφαρμογής σε κάθε περίπτωση. Παρακάτω παρουσιάζεται συνοπτικά το περιεχόμενο του κάθε κεφαλαίου: Στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή για το σκοπό της εργασίας μέσω μιας ιστορικής αναδρομής όσον αφορά την ανάπτυξη τεχνολογιών διαδικτύου και το πώς η λύση στην ανάγκη γρηγορότερων ταχυτήτων είναι τα οπτικά δίκτυα. Το 2ο Κεφάλαιο ασχολείται κυρίως με την ανάγκη για ευρυζωνικότητα. Αναφέρονται τα πλεονεκτήματα της, όπως επίσης και διάφορες τεχνολογίες της. Ακόμα παρουσιάζονται βέλτιστες στρατηγικές για την εξάπλωση της ευρυζωνικότητας και παραδείγματα χωρών που ακολούθησαν αυτές τις στρατηγικές. Το 3ο Κεφάλαιο έχει σκοπό την περιγραφή βασικών εννοιών για τις τεχνολογίες οπτικών ινών όπως για παράδειγμα, η δομή τους, ο τρόπος μετάδοσης σήματος, παράγοντες περιορισμού ζεύξεως ισολογισμός ισχύος και τεχνικές πολυπλεξίας. Στο 4ο Κεφάλαιο μελετάμε τις περιπτώσεις των διάφορων τεχνολογιών fttx, εμβαθύνοντας περισσότερο στην FTTH. Συγκεκριμένα αναλύονται εκτενώς η Home Run, AON και PON αρχιτεκτονικές και ο συνδυασμός κάποιες φόρες των 2. Ακόμα αναφέρεται μια σύντομη ανάλυση κόστους δικτύων FTTH. Το 5ο Κεφάλαιο παρουσιάζει επενδυτικές στρατηγικές εξάπλωσης των FTTH μέσα από παραδείγματα ευρωπαϊκών πόλεων. Έπειτα παραθέτονται στατιστικά διείσδυσης των δικτύων οπτικών ινών, στην Ευρώπη και ουσιαστικά επιβαιβεώνει την χρησιμότητα και αναγκαιότητά τους. Στο 6ο Κεφάλαιο γίνεται μια γενική αναφορά στα οικονομετρικά μοντέλα και στα μοντέλα διάχυσης. Στο 7ο Κεφάλαιο γίνεται εφαρμογή μοντέλου διάχυσης για τον υπολογισμό της ετήσιας αλλαγής αριθμού συνδρομητών στις Ηνωμένες Πολιτείες / The purpose of this project is the study and presentation of optical networks. Having studied initially the requirements imposed by the demand of more and more bandwidth, through examples of everyday life we come to a conclusion that the technology that can meet these needs is that of fttx. Then we refer to principles of operation and control of optical fibers. Subsequent we analyze further cases with different topologies, protocols and architectures. There is a presentation of investment strategies spread of FTTH through European cities examples and statistical penetration of fiber optic networks in Europe, which virtually confirms their usefulness and necessity. Finally a diffusion model is used for the calculation of annual change number of subscribers in the United States, having first made a general reference to econometric and diffusion models.

Membranes find extensive applications today in numerous processes ranging from gas purification techniques to the treatment of industrial wastewater and the production of clean water because of their potential for better energy utilization and reduced production and equipment costs. A typical example is seawater desalination, where the use of advanced membrane technologies based on nanoporous, semipermeable materials with well controlled pore architectures would be favored over reverse osmosis due to lower operating cost and minimal environmental impact. But for membranes to achieve the desired levels of purification efficiency and effectiveness (they are also often susceptible to fouling and tend to exhibit low chemical resistance) they must possess an array of desired and novel properties such as high tensile strength and a well-defined nanoscale porous structure; the latter could allow the selective transport of (e.g.) water while simultaneously blocking undesired compounds (e.g., organic molecules). A typical such membrane operation is nanofiltration (NF), driven by applying a pressure difference between the two sides of the membrane. In the last decade, a large number of experimental studies have identified carbon nanotubes (CNTs) as a very attractive new class of nanoporous materials for designing nanostructured polymeric membranes characterized by exceptionally selective and permeable nanopores. Unfortunately, contradicting experimental results have often been reported as far as the magnitude of flow enhancement is concerned during water transport through nanometer-wide CNTs embedded in micrometer thick membranes. For example, Holt et al. [Nano Letters, 2004] reported an enhancement factor of 4 to 5 orders of magnitude higher while Majumder et al. [Nature, 2005] found water flows that are 2 to 4 orders of magnitude larger than the predicted ones by macroscopic continuum models. More recent experimental results [Qin et al., Nano Letters, 2011] on individual ultra-long (several micrometers) CNTs with diameter in the range 0.81-1.59 nm reported flow enhancement rates below 1000, thus contradicting for the same diameter the results of the two previous studies. A thorough review of the existing literature [Kannam et al., JCP, 2013] has shown that data for the slip length (which characterizes the flow rate of water in CNTs) are scattered over 5 orders of magnitude for nanotubes of diameter 0.81–10 nm. To help clarify some of the above observations, in this Master’s thesis, we have developed and implemented a coarse-grained method for simulating diffusion of a small molecule (water) within a glassy PMMA membrane containing CNTs which has allowed us to probe significantly longer times than what is possible today by atomistic molecular dynamics (MD) simulations. The method is known as kinetic Monte Carlo, is realized on a lattice, and uses as input data only the transition rates for a water molecule to hop from one lattice site to another. To take into account the nanostructure of the polymeric membrane and the fact that water diffuses much faster within a CNT than within a glassy polymer, lattice sites belonging to PMMA regions of the membrane have been assigned a different rate constant than lattice sites belonging to the interior of a CNT. The two constants have been computed by borrowing data for water diffusivity in the PMMA matrix and in a CNT either from experimental measurements or from independent simulation studies. At T=300K and for CNTs with a diameter D larger than about 2 nm, the rates are equal to 1.3x108 s-1 for PMMA and 2.3x1011 s-1 for CNT. That is, CNT sites correspond to “fast-diffusing” regions while PMMA ones to “slow-diffusing” regions, for a given water molecule. The simulations begin by distributing a large number of ghost water molecules on the sites of the lattice and letting them hop from site to site by using the above predetermined transition rates. In the simulations, hopping from a PMMA site towards a CNT interior site and backwards is forbidden; the only possible way for a walker to enter-exit a CNT is via the CNT entrance region. From the KMC method we compute the mean square displacement (msd) of all walkers as a function of time and then we apply Einstein’s equation to extract the corresponding effective diffusivity Deff quantifying water transport in the entire polymeric membrane given that the diffusive motion of the penetrants is Fickian. We conducted several such KMC runs both for randomly placed and perfectly aligned CNTs in the matrix, and we calculated the dependence of Deff on the size of CNTs (their diameter D and length L) and their concentration C (% vol.) in the PMMA matrix. Our simulation results indicate that CNT orientation does not significantly affect the water effective diffusivity. We also found that Deff varies practically linearly with both the CNT aspect ratio and CNT concentration. This allowed us to come up with a simple linear expression for Deff as a function of C and L/D describing the mobility of water molecules in the membrane. The predictions of this analytical equation are in excellent agreement with the simulation findings. / Για την αποτελεσματική επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων συχνά χρησιμοποιούνται μεμβράνες. Με αυτόν τον τρόπο γίνεται η προσπάθεια απομάκρυνσης τοξικών καθώς και διαφόρων άλλων οργανικών λυμάτων. Οι συμβατικές πλαστικές μεμβράνες παρουσιάζουν χαμηλή διαπερατότητα στα μόρια του νερού με αποτέλεσμα, οι ρυθμοί καθαρισμού των λυμάτων να είναι πολύ χαμηλοί. Στόχος μας είναι να βελτιώσουμε τις μεμβράνες αυτές. Συνεπώς, η επιλογή των κατάλληλων υλικών και η βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων διαπερατότητας τους, αποτελούν βασικά ζητήματα. Οι νανοσωλήνες άνθρακα αποτελούν μία πολύ ελκυστική επιλογή λόγω της ικανότητας απόρριψης οργανικών ρύπων χαμηλού μοριακού βάρους. Πρόκειται για ένα πολλά υποσχόμενο νάνο-υλικό το οποίο δύναται να κατασκευασθεί εύκολα και μάλιστα με αρκετά χαμηλό κόστος. Πλήθος ερευνητών έχουν παρατηρήσει ότι η διαχυτότητα του νερού διαμέσω των νανοσωλήνων, ειναι κάποιες τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από την αντίστοιχη διαχυτότητα στις πλαστικές μεμβράνες. Γι’ αυτό το λόγο, η διεξαγωγή μοριακών προσομοιώσεων είναι πολύ σημαντική, όσον αναφορά στη μελέτη της μεταφοράς των μορίων αυτών, έτσι ώστε να επιτευχθεί καλύτερος σχεδιασμός των υλικών. Στην παρούσα εργασία, το ενδιαφέρον μας στρέφεται γύρω από την κινητικότητα που αναπτύσουν τα μόρια του νερού μέσα σε νανοσύνθετες μεμβράνες πολυμερούς (PMMA) με νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs). Τόσο από προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής, όσο και από πειραματικά δεδομένα, γνωρίζουμε την τιμή του συντελεστή διάχυσης του νερόυ στους νανοσωλήνες, καθώς και στην πολυμερική μήτρα PMMA. Η αναλυτική μέθοδος της μοριακής δυναμικής αδυναμεί να εξετάσει παραμετρικά τέτοια μεγάλα συστήματα, μεγάλων χαρακτηριστικών χρόνων χαλάρωσης, λόγω πολύ υψηλού υπολογιστκού κόστους. Η τεχνική που χρησιμοποιήσαμε είναι μία στοχαστική μέθοδος προσομοίωσης Kinetic Monte Carlo. Πρόκειται για μία μέθοδο που από τη μία προσομοιώνει δυναμικά φαινόμενα, σαν αυτό της διάχυσης που μελετάμε, ενώ από την άλλη, λόγω έλλειψης δυναμικών αλληλεπίδρασης, είναι εκπληκτικά γρηγορότερη της μοριακής δυναμικής, ακόμα και σε μεγάλα συστήματα. Όλες οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν σε κυβικά πλέγματα, οι ακμές των οποίων θεωρούνται είτε “γρήγορες” περιοχές νανοσωλήνων, είτε “αργές” περιοχές PMMA. Τα μόρια του νερού μπορούν να κινούνται μόνο στο διακριτό χώρο που ορίζουν οι ακμές αυτές, έτσι ώστε να εισέρχονται και να εξέρχονται από τους νανοσωλήνες. Υπολογίζεται έτσι η χρονική εξέλιξη της μέσης τετραγωνικής μετατόπισης των μορίων του νερού (περιπατητές) στη μεμβράνη, από την οποία εξάγεται η τιμή του συντελεστή της αποτελεσματικής διαχυτότητας Deff του νερού στο νανοσύνθετο. Μελετήθηκαν συστήματα με παράλληλους νανοσωλήνες, καθώς και με νανοσωλήνες τυχαίας διεύθυνσης. Η τιμή της Deff δε φάνηκε να εξαρτάται από την διευθέτηση των CNTs. Παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της κατ’όγκο συγκέντρωσης (c %) της μεμβράνης σε νανοσωλήνες, αυξάνει την αποτελεσματική διαχυτότητα του νερού. Επιπλέον, σημαντική ήταν η αύξηση της Deff υπό την αύξηση του αδιάστατου χαρακτηριστικού λόγου “μήκους νανοσωλήνα / διάμετρο νανοσωλήνα” (L/D), υπό σταθερή συγκέντρωση. Προσομοιώθηκαν συνολικά 70 συστήματα. Η μέγιστη κατ’όγκο συγκέντρωση σε νανοσωλήνες είναι 30%, ενώ ο μέγιστος λόγος L/D εφθασε το 42. Η μέγιστη τιμή της Deff λαμβάνεται στα μέγιστα της συγκέντρωσης σε νανοσωλήνες και του χαρακτηριστικού λόγου L/D, και είναι περίπου 7 φορές μεγαλύτερη της διαχυτότητας του νερού στη μεμβράνη, απουσία νανοσωλήνων. Προτείνεται επίσης ένα μοντέλο, το οποίο προβλέπει με πολύ μεγάλη ακρίβεια τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, τόσο σε συστήματα παράλληλων, όσο και σε συστήματα τυχαιάς διεύθυνσης νανοσωλήνων.

Στη διδακτορική αυτή διατριβή πραγματοποιείται η μελέτη των δυναμικών ιδιοτήτων των πρωτεϊνών του βοδινού φακού με τη μέθοδο της Δυναμικής Σκέδασης Φωτός και επιχειρείται ο συσχετισμός των ιδιοτήτων αυτών με το φαινόμενο του καταρράκτη. Μελετήθηκαν δυο μοντέλα καταρράκτη, ο «ψυχρός» καταρράκτης, που προκύπτει με ψύξη του φακού κάτω από τους 17 οC και ο «θερμός» καταρράκτης που προκύπτει με θέρμανση του φακού πάνω από τους 50 οC. Οι μετρήσεις στις διάφορες θερμοκρασίες πραγματοποιήθηκαν σε όλο το φάσμα συγκεντρώσεων, από πολύ αραιά μέχρι πολύ πυκνά αιωρήματα των πρωτεϊνών του φακού. Επιπλέον, μελετήθηκαν τρία ξεχωριστά συστήματα: ομογενή αιωρήματα α) από ολόκληρους φακούς νεαρών βοδιών, β) από τους πυρήνες των φακών νεαρών βοδιών και γ) α-κρυσταλλινών, οι οποίες αποτελούν το είδος των πρωτεϊνών με το μεγαλύτερο ποσοστό στο φακό (45 %) και επιπλέον έχουν το μεγαλύτερο μοριακό βάρος (800 kDa). Για τη μελέτη των α-κρυσταλλινών, προηγήθηκε απομόνωση και διαχωρισμός των διάφορων ειδών πρωτεϊνών του φακού με χρωματογραφία πηκτής. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι: Τα αιωρήματα των πρωτεϊνών του φακού περιγράφονται από τέσσερις μηχανισμούς διάχυσης: τη συλλογική διάχυση, η οποία εμφανίζεται σε ενδιάμεσες συγκεντρώσεις (c>75 mg/ml) και γίνεται βαθμιαία πιο γρήγορη όταν αυξάνει η συγκέντρωση και την αυτοδιάχυση των α-κρυσταλλινών, των HMα-κρυσταλλινών και των συσσωματωμάτων των κρυσταλλινών (c>200 mg/ml), η οποία γίνεται βαθμιαία πιο αργή με αύξηση της συγκέντρωσης. Όλοι οι μηχανισμοί διάχυσης γίνονται βαθμιαία πιο αργοί κατά την ψύξη των αιωρημάτων. Το ίδιο ισχύει και κατά τη θέρμανση σε μια σταθερή θερμοκρασία (Τ>50 οC) με την αύξηση του χρόνου θέρμανσης. Όσο αυξάνεται η συγκέντρωση σε μια δεδομένη υψηλή θερμοκρασία (Τ>50 οC) αυξάνεται και ο αριθμός ή/και το μοριακό βάρος των συσσωματωμάτων των κρυσταλλινών. Όσο αφορά τον ψυχρό καταρράκτη, η σκεδαζόμενη ένταση αυξάνεται απότομα, ενώ εμφανίζονται «περιοχές» υψηλής συγκέντρωσης για T<TC, όπου TC η κρίσιμη θερμοκρασία σχηματισμού του ψυχρού καταρράκτη. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διδακτορική αυτή διατριβή είναι σημαντικά για την κατανόηση των βασικών μηχανισμών των αλληλεπιδράσεων των πρωτεϊνών του φακού τόσο σε φυσιολογικές όσο και σε παθολογικές συνθήκες, καθώς επίσης για την έγκαιρη διάγνωση των πρώιμων σταδίων του γεροντικού καταρράκτη. / Protein condensation is the molecular basis for many neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease and lens cataract. The cause of protein condensation (aggregation and/or phase separation) and the route to the condensed state are still a matter of debate, despite the intense research efforts on the subject. The present dissertation aims at studying the molecular basis of lens cataract in mammal lenses. The fact that the lens is a complex, dense dispersion of proteins (called crystallines) in water is an important obstacle that makes the understanding of the cataract onset in the lens a tough problem if not an impossible task. A strategy to overcome this obstacle is to study the cataract onset in simpler systems, e.g. dispersions of the various crystalline species at various protein concentrations ranging from very dilute dispersions to dense ones such as the intact lens. In this work we investigate the dynamics of bovine lens proteins dispersions by means of Dynamic Light Scattering, in an effort to reveal possible correlations of their behavior with the cataract effect. Two models of cataract were studied; the “cold” cataract, that is caused by cooling lens proteins below 17 οC and the “heat-induced” cataract, caused by heating lens proteins above ~45-50 οC. The temperature dependence of the diffusion coefficient was studied over a wide range of concentrations, from the very dilute limit up to the dense regime approaching lens concentration. The studies were carried out for three different young bovine lens protein dispersions. (a) Lens homogenates consist of the total lens content, (b) homogenate dispersions of the nucleus content, and (c) dispersions of isolated α-crystallins, i.e. the species that dominate in DLS among lens proteins. α-crystallins were separated from the mixture of lens proteins by using gel-filtration chromatography. The main conclusions of the present work are the following. The dynamics of lens protein dispersions are described by four diffusion mechanisms: one collective diffusion process that appears at moderate concentrations, c>75 mg/ml, and becomes faster with increasing concentration and three self-diffusion processes of α-crystallins, HMα-crystallins and large aggregates of crystallins (c>200 mg/ml). Self-diffusion becomes slower with increasing concentration. All diffusion mechanisms become slower by lowering the temperature of the dispersions. The same holds when the dispersions are heated at a constant temperature above 50 οC by increasing the heating time. Concerning “cold” cataract, it was observed that the scattered intensity grows rapidly, while “domains” of very high concentration appear for T<TC, where TC denotes the critical temperature for “cold” cataract formation.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης των τεχνολογικών διεργασιών στην κινητική των προσμίξεων σε ημιαγωγούς της ομάδας IV καθώς και η διερεύνηση των φυσικών μηχανισμών που επηρεάζουν την κινητική των σημειακών ατελειών και κατ’ επέκταση τη διάχυση και ενεργοποίηση των προσμίξεων. Αρχικά μελετήθηκε η επίδραση της θερμικής ανόπτησης στην απώλεια δόσης των πρόσμιξεων στο γερμάνιο, η οποία είναι πολύ σημαντική για την κατασκευή διατάξεων. Από τα πειραματικά αποτελέσματα τόσο σε νοθευμένα όσο και σε μη-νοθευμένα υποστρώματα γερμανίου διαπιστώθηκε ότι, σε αντίθεση με ότι αναφέρεται στη βιβλιογραφία, η απώλεια δόσης της πρόσμιξης είναι αποτέλεσμα της απώλειας του υποστρώματος και όχι της εξω-διάχυσης της πρόσμιξης. Επιπλέον βρέθηκε ότι ο ρυθμός απώλειας συνδέεται με την συγκέντρωση των πλεγματικών κενών στο υπόστρωμα, γεγονός που υποδυκνύει ότι η απώλεια του υποστρώματος οφείλεται σε εξάχνωση του γερμανίου. Στην συνέχεια μελετήθηκε η κινητική των δύο βασικών προσμίξεων p-τύπου στο γερμάνιο, του Γαλλίου και του Βορίου, μετά από ιοντική εμφύτευση και ανόπτηση. Για την περίπτωση του Γαλλίου μελετήθηκε η διάχυση και ενεργοποίηση τόσο σε χαμηλές όσες και υψηλές συγκεντρώσεις. Διαπιστώθηκε ότι σε χαμηλές συγκεντρώσεις το Γάλλιο διαχέεται πολύ αργά σε συμφωνία με προηγούμενα πειραματικά αποτελέσματα, αν και παρατηρήθηκε μία αυξημένη τάση για εξω- διάχυση σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 650oC. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, διαπιστώθηκε ότι το γάλλιο είναι σχεδόν ακίνητο γύρω από το μέγιστο της κατανομής του, ενδεικτικό της δημιουργίας συσσωματωμάτων και εμφανίζει αυξημένη διάχυση στην ουρά της κατανομής. Για την περίπτωση του Βορίου μελετήθηκε η κινητική της διάχυσης μετά από συν-εμφύτευση Βορίου και Φωσφόρου. Διαπιστώθηκε ότι η διάχυση του Βορίου δεν επηρεάζεται από την παρουσία του Φωσφόρου ακόμα και σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις. Σε αντίθεση η παρουσία του Βορίου σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να επιβραδύνει ή και να σταματήσει τη διάχυση του Φωσφόρου, ενδεικτικό ότι ο Φώσφορος κινείται κυρίως με διπλά φορτισμένα πλεγματικά κενά. Τέλος μελετήθηκε η επίδραση της οξεινιτριδίωσης στην διάχυση του γερμανίου από υποστρώματα SiGe σε υπερκείμενο υμένιο πυριτίου υπό μηχανική τάση και η επίδραση της στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των διατάξεων MOS / -