Α’ Τομέας: Οργανικής Χημείας, Βιοχημείας και Φυσικών Προϊόντων

Οργανική Χημεία

• Σύνθεση βιοδραστικών μορίων με αντικαρκινική, ανθελονοσιακή και αντιμικροβιακή δράση, μέσω χημικής τροποποίησης φυσικών προϊόντων (δι- και τρι-τερπενίων, πολυαμινών, αρτεμισινίνης, ρετινοειδών, αντιβιοτικών κ.ά.), σύνθεση μικρών οργανικών μορίων προς βελτίωση και διεύρυνση του βιολογικού τους προφίλ.
• Σχεδιασμός και ανάπτυξη συνθετικών μεθόδων (οργανική, πεπτιδική, στερεάς φάσης, συνδυαστική χημεία) για την παραγωγή βιολογικώς δραστικών ενώσεων, πεπτιδίων, λιπιδίων και παραγώγων τους, καθώς και τη διασύνδεσή τους σε νανοσωματιδιακά συστήματα για την ανάπτυξη νανοφαρμάκων (nanomedicines) με δυνατότητα στοχευμένης χορήγησης.
• Σχεδιασμός και σύνθεση βιοδραστικών ενώσεων με έμφαση στα φλαβονοειδή, τα οργανομεταλλικά υβρίδια και τα στοχευμένα συζεύγματα φαρμάκων προς ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για τον καρκίνο, τα αυτοάνοσα νοσήματα και την αντιμετώπιση της μικροβιακής αντοχής.
• Oργανική και φαρμακευτική σύνθεση (ασύμμετρη σύνθεση, ομογενής κατάλυση, οργανοκατάλυση/οργανομεταλλικοί καταλύτες), σχεδιασμός και βελτιστοποίηση βιοδραστικών μορίων (Hit-to-Lead), ανάπτυξη συνθέσεων σε βιομηχανική κλίμακα με έμφαση στην πράσινη χημεία.
• Ορθολογικός σχεδιασμός και σύνθεση γραμμικών, κυκλικών πεπτιδικών αναλόγων και πεπτιδομιμητικών ενώσεων, μοριακή μοντελοποίηση, μελέτες αλληλεπίδρασης βιοδραστικών μορίων, ανάπτυξη μοντέλου φαρμακοφόρων ομάδων, ανάπτυξη κατ’ ομολογία μοντέλων υποδοχέων.
• Σύνθεση και μελέτη υπερμοριακών και βιοανόργανων συστημάτων (μοριακοί υποδοχείς, φωτοχρωμικές ενώσεις, βιομιμητικά συστήματα), καθώς και φασματοσκοπία NMR οργανοαρσενικών ενώσεων.

Βιοχημεία, Βιοχημική Ανάλυση και Παθοβιολογία Εξωκυττάριου Χώρου

• Ανάπτυξη βιοχημικών μεθόδων ανάλυσης και διαγνωστικών εργαλείων.
• Μελέτες μηχανισμών ανάπτυξης, λειτουργικής διήθησης και μοριακά στοχευμένων θεραπειών μέσω της παθοφυσιολογίας του εξωκυττάριου χώρου, καθώς και την ανάπτυξη καινοτόμων 3D κυτταρικών μοντέλων (σφαιροειδή/οργανοειδή).
• Έλεγχος της έκφρασης και των λειτουργικών ιδιοτήτων μακρομορίων του εξωκυττάριου χώρου σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις (καρκίνος, αθηροσκλήρυνση, οστεοαρθρίτιδα) καθώς και στην κυτταρική λειτουργία, τη σηματοδότηση και τη βιοσύνθεση μακρομορίων.
• Εφαρμογή τεχνολογίας Ψυχρού Ατμοσφαιρικού Πλάσματος (CAP) σε καρκινικά κύτταρα.
• Μελέτη μηχανισμών ροής ηλεκτρονίων μέσω θειολών στα αντιοξειδωτικά συστήματα θειορεδοξινών και γλουταρεδοξινών και μηχανισμών ρύθμισης οξειδοαναγωγικής ικανότητας κυττάρων, κλωνοποίηση/υπερέκφραση/ καθαρισμός/χαρακτηρισμός πρωτεϊνών.
• Μελέτη της σχέσης δομής-δραστικότητας μακρομορίων του εξωκυττάριου χώρου, όπως πρωτεογλυκάνες, γλυκοζαμινογλυκάνες, μεταλλοπρωτεϊνάσες, γλυκολυτικά ένζυμα, καθώς και microRNAs και εξωκυτταρικών κυστιδίων σε συμπαγείς όγκους.
• Μελέτες κυτταροτοξικότητας νανοϋλικών και νέων προϊόντων σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο για τον προσδιορισμό πιθανών κινδύνων από την έκθεση του ανθρώπινου οργανισμού.

  ---

Β’ Τομέας: Φυσικοχημείας, Ανόργανης και Πυρηνικής Χημείας

Φυσικοχημεία

• Προηγμένη Σύνθεση Νανοϋλικών: Σχεδίαση και κατασκευή νανοδομών 1-D, 2-D και υβριδικών χρησιμοποιώντας μεθόδους με λέιζερ, CVD και PVD για εφαρμογές σε συλλογή και αποθήκευση ενέργειας, καταλυτική δράση, ηλεκτρονικά και φωτονική.
• Μηχανική και Χαρακτηρισμός Λειτουργικών Νανοδομών: Τροποποίηση μορφολογίας, ατελειών και διεπιφανειών νανοϋλικών για φωτοκατάλυση, αισθητήρες, τριβολογία και μελέτες περιορισμένων ρευστών/κρυστάλλων, καθώς και παραγωγή νανοσωματιδίων με λέιζερ.
• Σύνθεση και Φυσικοχημικός Χαρακτηρισμός Kολλοειδών Υλικών
• Μελέτη Αερίων Ρύπων: Μελέτη αλληλεπίδρασης αερίων ρύπων με στερεές επιφάνειες και προσδιορισμός φυσικοχημικών παραμέτρων για την ανταλλαγή αερίων ρύπων μεταξύ ατμοσφαιρικού και υδάτινου περιβάλλοντος.
• Ανάπτυξη, Χαρακτηρισμός και Αξιολόγηση Ετερογενών Καταλυτών με σκοπό την παραγωγή βιοκαυσίμων από απόβλητες λιπαρές πρώτες ύλες, την παραγωγή χημικών από βιομάζα, την προστασία του περιβάλλοντος.
• Φασματοσκοπικές και Υπολογιστικές Μέθοδοι: Εφαρμογή FTIR, Raman, UV-VIS και NMR για μελέτη δομής και ιδιοτήτων υλικών.
• Θεωρητικές Προσεγγίσεις: Χρήση DFT και κβαντομηχανικών υπολογισμών.
• Ανάπτυξη Υλικών: Κρυστάλλωση, υδατική χημεία, ανάπτυξη ημιαγωγών, αγώγιμων πολυμερών, κεραμικών, πορωδών υλικών, κολλοειδών και βιοϋλικών.
• Εφαρμογές σε Ενέργεια και Ηλεκτροχημεία: Μελέτη ηλεκτροχημείας, φωτοβολταϊκών και γαλβανικών στοιχείων για ενεργειακές και τεχνολογικές εφαρμογές.
• Νανοεπιστήμη και Υλικά: Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοδομημένων ανόργανων υλικών (π.χ. ZnO, ZnO/C) με σκοπό την κατανόηση των μηχανισμών ανάπτυξης και τον έλεγχο των φυσικοχημικών και οπτικών τους ιδιοτήτων.
• Θεωρητικές και Φασματοσκοπικές Μέθοδοι: Εφαρμογή υπολογιστικής χημείας (ab initio, DFT, ημιεμπειρικές μέθοδοι) και φασματοσκοπίας Raman/υπερευαίσθητων f-f μεταβάσεων για μελέτη δομής, δονητικών ιδιοτήτων και μοριακών αλληλεπιδράσεων.

Ανόργανη Χημεία

• Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Μεταλλικών Συμπλόκων: Σύνθεση όμο- και ετερομεταλλικών (3d/4f) συμπλόκων, λανθανιδίων (4f-4f΄) με γεφυρωτικούς υποκαταστάτες οργανικές ρίζες και δομών πορφυρινών και μετάλλων μετάπτωσης ή λανθανιδίων με έμφαση στις μαγνητικές και ηλεκτρονικές τους ιδιότητες.
• Βιοανόργανη και Οργανομεταλλική Χημεία: Μελέτη δομής, χαρακτηρισμού και ιδιοτήτων (μαγνητικών και καταλυτικών) για εφαρμογές σε μαγνητικούς και θερμικούς αισθητήρες.
• Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Προηγμένων Ανόργανων Υλικών: Σύνθεση και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός ανόργανων υλικών, MOFs και Spin Crossover ενώσεων για εφαρμογές σε ανίχνευση αέριων ρύπων ή σε υδατικά συστήματα, διαχωρισμό αερίων, και ως αισθητήρες θερμοκρασίας.
• Φασματοσκοπικός Χαρακτηρισμός Ανοργάνων Ενώσεων: Παρασκευή, χρήση και αναγέννηση ανόργανων υποστρωμάτων ευγενών μετάλλων και χρήση τεχνικών Raman και Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) για παρατήρηση φαινομένων αλλαγής φάσης (spin crossover), ανίχνευση ενώσεων σε πολύ χαμηλά όρια και αξιολόγηση της ασφάλειας/μετανάστευσης υλικών.
• Σχεδιασμός και σύνθεση σύμπλοκων ενώσεων με ποικιλία πυρηνικότητας και διαστάσεων (0,1,2, ή/και 3D) διαφόρων Μετάλλων Μετάπτωσης και Λανθανιδίων, με συμβολή: στον τομέα της Βιοανόργανης Χημείας και φαρμακευτικής, στον τομέα των Μοριακών Υλικών και στον τομέα των πολυλειτουργικών υλικών με ιδιότητες εκπομπής, μοριακού μαγνητισμού και θερμομετρίας, και σε εφαρμογές μπαταριών ροής οξειδοαναγωγής.  
• Ανάπτυξη πειραματικών πρωτοκόλλων για υβριδικά υλικά που βασίζονται σε ενώσεις του άνθρακα (γραφένιο, χημικά τροποποιημένο γραφένιο, νανοσωλήνες του άνθρακα) με μοριακά μαγνητικά υλικά με χαρακτηριστικά SMM (μαγνήτες μοναδικού μορίου).
• Σχεδιασμό και σύνθεση νανοσύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας, χημική τροποποίηση νανοσωλήνων άνθρακα ή/και φύλλων οξειδίων του γραφενίου και περαιτέρω αλληλεπίδρασή τους με 3d ή 4f μέταλλα ή σύμπλοκων ενώσεών τους ή πολυμερών για την παραγωγή νέων υλικών με ενισχυμένες φυσικοχημικές και μηχανικές ιδιότητες.
• Σύνθεση και Χαρακτηρισμός Μοριακών Υλικών: Σύνθεση ολιγο- και πολυπυρηνικών συμπλόκων, μαγνητών μοναδικού μορίου, υβριδικών ανόργανων-πολυμερικών υλικών και τροποποιημένων νανοϋλικών για εφαρμογές σε μοριακό μαγνητισμό, οπτική, μοριακή ηλεκτρονική, κβαντικούς υπολογιστές και αποθήκευση ενέργειας.
• Βιομιμητικά Συστήματα και Εφαρμογές στην Μοριακή Ανόργανη Χημεία: Ανάπτυξη συμπλόκων ως βιομιμητικά μοντέλα μεταλλοενζύμων, λιπάσματα για βιώσιμη γεωργία, και ετερομεταλλικές ανόργανες ενώσεις για μπαταρίες, υπερπυκνωτές και ενεργειακές συσκευές.
• Σύνθεση και χαρακτηρισμός νέων υβριδικών θερμοευαίσθητων υλικών με μαγνητική υστέρηση σε θερμοκρασία δωματίου, είτε με φόρτιση γνωστών φαρμάκων ή σκιαγραφικών μέσων αντίθεσης για Βιοϊατρικές, θεραγνωστικές εφαρμογές είτε με γραγενικού τύπου υποστρώματα για τεχνολογικές εφαρμογές.
• Ανάπτυξη συνθετικών πρωτοκόλλων και τροποποιημένων συνθετικών οδών νανοσύνθεσης διμεταλλικών μεταλλο-οργανικών δικτύων (MOFs και NMOFs) Fe(II)/Μ(ΙΙ) όπου Μ = Ni(II), Pt(II), Pd(II).
• Εκτεταμένος φυσικοχημικός χαρακτηρισμός με φασματοσκοπικές τεχνικές FT-IR - far-IR, Raman, UV-VIS και ΕPR / high frequency EPR σε διαλύματα, σε μικροκρυσταλλικά αλλά και σε μονοκρυσταλλικά δείγματα ¹H/¹³C NMR, ESI-ΜS, κρυσταλλογραφία Ακτίνων Χ, μαγνητομετρία SQUID, θερμικές μεθόδους DTG, DSC, μικροσκοπία: SEM, ΤΕΜ, AFM.

Γ’ Τομέας: Χημικών Εφαρμογών, Χημικής Ανάλυσης και Χημείας Περιβάλλοντος

• Ανάπτυξη λειτουργικών πολυμερικών και υβριδικών νανοδομημένων υλικών για ενεργειακές εφαρμογές (μπαταρίες ιόντων μετάλλου, κελιά καυσίμου, οργανικά και φωτοευαισθητοποιημένα φωτοβολταϊκά, διόδους εκπομπής φωτός). Ανάπτυξη πολυμερικών ιοντικών υγρών. Σύνθεση νανοσύνθετων υβριδικών υλικών με νανοδομές άνθρακα ή ανόργανα νανοσωματίδια (CNTs, φουλλερένια, οργανικά ή μεταλλικά NPs) και δενδριτικών/δενδρόμορφων πολυμερών.
• Ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων και βιοαισθητήρων για ανίχνευση/ταυτοποίηση βιομορίων (DNA, RNA και πρωτεΐνες). Κατασκευή βιοαισθητήρων με χρήση νανο- και μικροτεχνολογίας. Συνδυασμός βιοαισθητήρων με αυτόματα συστήματα επεξεργασίας εικόνας και τεχνητής νοημοσύνης. Ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων βασισμένων στα φαινόμενα φωτοφωταύγειας (φθορισμός, χημειο- και βιοφωταύγεια).
• Χημεία Περιβάλλοντος με έμφαση στην Υγρή Ρύπανση. Διεργασίες φυσικής εξασθένισης των οργανικών ρύπων στο περιβάλλον. Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός νέων πιο αποδοτικών ροφητών. Μικροπλαστικά στο θαλάσσιο περιβάλλον.
• Παρασκευή καινοφανών τροφίμων με την εφαρμογή προβιοτικών στελεχών, μελέτη αντιοξειδωτικης ικανότητας,μικροβιολογικής σταθερότητας και διατηρησιμότητας τροφίμων, εφαρμογή καινοτόμων μεθόδων συντήρησης συστημάτων τροφίμων (κρεατοσκευασμάτων κτλ), μελέτη ζυμώσεων για παραγωγή λειτουργικών τροφίμων, προσδιορισμός οργανοληπτικών παραγόμενων προϊόντων.
• Βιοδιεργασίες/Τεχνολογία ζυμώσεων. Aνάπτυξη βιώσιμων διεργασιών για παραγωγή (βιο)τεχνολογικών προϊόντων υψηλής ποιότητας στο πλαίσιο κυκλικής οικονομίας (τρόφιμα, ποτά, προβιοτικά, μικροβιακοί μεταβολίτες, βιοκαταλύτες, βιοαντιδραστήρες, scale-up, εμπορικές καλλιέργειες, βιοπολυμερή, κ.α.). Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός και βελτίωση της διατροφικής και οργανοληπτικής ποιότητας τροφίμων. Διαδικασίες βιοδιυλιστηρίου για ολιστική διαχείριση πρώτων υλών προς προϊόντα με ελαχιστοποιημένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα και κόστος παραγωγής. Προϊόντα προστιθέμενης αξίας από αγροτοβιομηχανικά απόβλητα. Σχεδιασμός και συγκριτική οικονομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση συστημάτων χαμηλού τεχνολογικού επιπέδου ωριμότητας (TRL).
• Μελέτη υδατοδιαλυτών (βιο)πολυμερών και των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων σε διαλύματα. Ανάπτυξη αποκρίσιμων και λειτουργικών (βιο)πολυμερών, νανοσωματιδίων και υβριδικών οργανικών/ανόργανων υλικών. Σχεδιασμός λειτουργικών υδροπηκτωμάτων, επικαλύψεων και μεμβρανών ως ροφητές, βιοστατικά υλικά, τεχνολογικές εφαρμογές, χημικοί αισθητήρες κ.α.
• Ανάπτυξη αλκαλικών πολυμερικών ηλεκτρολυτών για εφαρμογή στην ηλεκτρόλυση νερού. Ανάπτυξη πολυμερών και πολυμερικών ιονικών υγρών για εφαρμογή στον διαχωρισμό αερίων (εκλεκτικός διαχωρισμός του CO₂, αφύγρανση αέρα). Ανάπτυξη σύνθετων πολυμερικών και υβριδικών μεμβρανών νανοδιήθησης (απομάκρυνση δισθενών ιόντων από νερό κτλ). Σύνθεση πολυμερικών προσροφητικών υλικών.
• Σύνθεση, χαρακτηρισμός και αξιολόγηση λειτουργικότητας νανοδομημένων καταλυτικών και ροφητικών υλικών. Ανάπτυξη καταλυτών για την αναμόρφωση του βιοαερίου, δραστικών και ανθεκτικών στην απενεργοποίηση. Ανάπτυξη στερεών ροφητικών υλικών για την δέσμευση ή/και ενεργοποίηση του διοξειδίου του άνθρακα. Σύνθεση και χαρακτηρισμός ηλεκτροκαταλυτών για την ηλεκτρόλυση νερού/ατμού (solid oxide electrolysis, SOEL).
• Η μικρο- και νανοτεχνολογία στη σύγχρονη χημική ανάλυση. Μικροαναλυτικά συστήματα-Βιοαισθητήρες. Oργανολογία χημικών αναλύσεων. Αυτοματοποίηση χημικών αναλύσεων. Φθορισμός/Χρονικά Διαχωριζόμενος Φθορισμός και Βιο(χημειο)φωταύγεια. Αξιοποίηση της τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA για την παρασκευή νέων ιχνηθετών. Τεχνολογία αναλύσεων DNA, RNA και πρωτεϊνών.