Ιωάννα Τσιμούρη : Από την Πάτρα στη Ζυρίχη… ένα πολυμερές δρόμος!

Η Ιωάννα Τσιμούρη είναι υποψήφια διδάκτωρ στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Ζυρίχης και συγκεκριμένα στην ομάδα της Φυσικής Πολυμερών του τμήματος Υλικών.

Ξεκίνησε τις σπουδές της στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών, από όπου απέκτησε και μεταπτυχιακή ειδίκευση. Ένα από τα άρθρα που δημοσίευσε την περασμένη χρονιά μαζί με τους συνεργάτες της έχει τίτλο ‘Comparative Experimental and Molecular Simulation Study of the Entropic Viscoelasticity of End-​Linked Polymer Networks’. Τα δίκτυα πολυμερών βρίσκουν εφαρμογή σε πολλούς τομείς, από  καθημερινά πράγματα όπως τα ελαστικά αυτοκινήτων ή οι κόλλες που χρησιμοποιούνται σε κατασκευές, έως  βιοϊατρικές συσκευές και τον κλάδο της ρομποτικής. Η Ιωάννα μίλησε στο Greek Women in STEM για τα πολυμερικά δίκτυα, καθώς και για την ερευνητική δραστηριότητα και τα ενδιαφέροντά της, και εμείς έχουμε τη χαρά να τα μοιραστούμε μαζί σας.

Πες μας λίγα λόγια για την έρευνα που πραγματοποιείς.

Στόχος του διδακτορικού είναι να κατασκευάσουμε και να προσομοιώσουμε σύνθετες δομές υλικών, ικανές να αποσβένουν δονήσεις/τρανταγμούς που μπορεί να έχει μια κατασκευή σε διάφορες εφαρμογές. Παραδείγματα τέτοιων εφαρμογών αποτελούν μέρη αυτοκινήτου ή σκαφών, μια μηχανή καφέ όπως επίσης και εφαρμογές όπου απαιτείται ακουστική μόνωση. Οι σύνθετες αυτές δομές θα αποτελούνται από τουλάχιστον δύο διαφορετικά υλικά: τουλάχιστον ένα κατασκευαστικό υλικό, όπως μέταλλο, γυαλί ή ακόμη και κάποιο σύνθετο υλικό, και ένα πολυμερές (πολυμερικό δίκτυο). Το πολυμερές είναι υπεύθυνο για τη δέσμευση και απελευθέρωση της ενέργειας που προκαλεί τις δονήσεις στην κατασκευή. Για αυτό το λόγο, επιπλέον έρευνα γίνεται και για την εύρεση του κατάλληλου για το σκοπό αυτό πολυμερούς τόσο θεωρητικά όσο και πειραματικά.

Τι είδους πειράματα γίνονται στον κλάδο των πολυμερών; Τα πολυμερή που  μελετάς τι ιδιότητες έχουν;

Σχετικά με τα ελαστομερή, η κατηγορία των πολυμερών με την οποία ασχολούμαι εγώ, συνήθως γίνονται μηχανικές μετρήσεις σε μόνιμες (steady) και δυναμικές συνθήκες. Σε μόνιμες συνθήκες, οι μετρήσεις αναφέρονται κυρίως σε uniaxial ή biaxial τεστ επιμήκυνσης και συμπίεσης. Σε δυναμικές συνθήκες, μπορεί να μετρηθεί το storage modulus και το loss modulus και κατ' επέκταση το loss coefficient tanδ. Επίσης, γίνονται σαρώσεις συχνότητας και θερμοκρασίας σε δυναμικές παραμορφώσεις διάτμησης, επιμήκυνσης και συμπίεσης. Πιο συγκεκριμένα, ο συντελεστής tanδ είναι ένα χαρακτηριστικό για την επιλογή υλικών σε εφαρμογές απόσβεσης δονήσεων. Για τα ελαστομερή που μελετάω εγώ θέλουμε υψηλό tanδ, έτσι ώστε να έχει την δυνατότητα το πολυμερές να απορροφήσει και να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε θερμική χαλάρωση των αλυσίδων του πολυμερούς. Παράλληλα, τα συγκεκριμένα ελαστομερή θα πρέπει να μην έχουν πολύ υψηλό storage modulus και να είναι αρκετά ελαστικά (stretchable).

Πώς πας από τη θεωρία (μοντέλο) στην πράξη (πείραμα); Χρησιμοποιείς  συγκεκριμένη γλώσσα προγραμματισμού για τις προσομοιώσεις, κι αν ναι ποια;

Η δουλειά που κάνω χωρίζεται σε δύο μέρη:

Το πρώτο μέρος έχει να κάνει αποκλειστικά με το πολυμερές το οποίο προσομοιώνουμε αρχικά με ένα Monte Carlo μοντέλο, που είναι προγραμματισμένο στη Matlab. Με το μοντέλο αυτό, μπορούμε να πάρουμε τις μικροδομές του πολυμερικού δικτύου αλλά και να μετρήσουμε τα χαρακτηριστικά και την τοπολογία του, συγκρίνοντάς το ταυτόχρονα με υπάρχουσες θεωρίες. Στην συνέχεια, οι συνεργάτες μου χρησιμοποιούν τις μικροδομές αυτές για προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής (ΜD) στο πακέτο LAMMPS. Εκεί μπορεί κανείς να προβλέψει το equilibrium modulus (περίπου ίσο με το storage modulus) προσομοιώνοντας π.χ. ένα uniaxial τεστ επιμήκυνσης.

Το δεύτερο μέρος έχει να κάνει με το σύνθετο υλικό. Αυτό το προσομοιώνουμε αρχικά στην COMSOL (ένα υπολογιστικό πακέτο πεπερασμένων διαφορών), έτσι ώστε να βρούμε το βέλτιστο πάχος του πολυμερούς. Έπειτα, έχοντας αυτήν την πληροφορία, προσπαθούμε να κατασκευάσουμε τη σύνθετη δομή μας καθοδηγούμενοι από την προσομοίωση.

Πώς ξεκίνησες να μελετάς το συγκεκριμένο θέμα/πεδίο; 

Είχα ασχοληθεί και στο παρελθόν με πολυμερή και μου αρέσει πολύ αυτός ο κλάδος. Η αλήθεια είναι ότι το αντικείμενο του διδακτορικού ήταν κάπως μακριά από την μέχρι τότε εμπειρία μου, όμως όταν μου ζητήθηκε να γίνω μέλος της ομάδας και να ασχοληθώ με το συγκεκριμένο θέμα δε δίστασα καθόλου. Άλλωστε είναι ωραίο να αλλάζεις πορεία και να μαθαίνεις νέα πράγματα. Αυτό που με ενθουσιάζει ακόμα περισσότερο είναι ότι μου δόθηκε η ευκαιρία να ασχοληθώ ταυτόχρονα με θεωρία, προσομοιώσεις και πειράματα. Αυτό είναι πολύ σημαντικό ειδικά για εμένα που μέχρι πρότινος δεν είχα αναγνωρίσει την πρακτική και ουσιαστική πλευρά των υλικών που μελετούσα. Είναι εξαιρετικά βοηθητικό να έχεις ασχοληθεί με όλες τις πλευρές του αντικειμένου σου.

Ποια ήταν τα εμπόδια που χρειάστηκε να ξεπεράσεις κατά τη διάρκεια των σπουδών σου;

Η απόφαση να αφήσω την ασφάλεια του σπιτιού ή/και της χώρας μου ήταν ένας σημαντικός ενδοιασμός μου. Επιπλέον, και ο φόβος της αποτυχίας με κράταγε πίσω. Φυσικά ένας από τους σημαντικότερους προβληματισμούς -ακόμα και σήμερα- είναι το τι θα κάνω στη ζωή μου και αν οι επιλογές μου θα με κάνουν χαρούμενη. Ωστόσο, παρά τους ενδοιασμούς αυτούς, ήδη από το προπτυχιακό ακόμα, είχα καταλάβει ότι ήθελα να ασχοληθώ με την έρευνα είτε ακαδημαϊκά είτε όχι. Απολαμβάνω να λύνω προβλήματα και να ανακαλύπτω νέα πράγματα. Μου αρέσει επίσης πολύ να ανήκω σε μια ομάδα, σε ένα πανεπιστήμιο, γι’ αυτό συνέχισα και με το διδακτορικό. Σίγουρα δεν το έχω μετανιώσει. Έχω μάθει πάρα πολλά τα τελευταία δύο χρόνια και εξακολουθώ να μαθαίνω καθημερινά.

Βρίσκεσαι στη Ζυρίχη για το διδακτορικό σου. Ήταν εύκολο/δύσκολο να βρεις το πρόγραμμα που τελικά σε κέρδισε;

Νομίζω δεν το σκέφτηκα πολύ. Έκανα αυτό που μου άρεσε και ακολούθησα τη ροή των πραγμάτων. Επίσης, ήθελα πολύ να πάρω μια ιδέα από το εξωτερικό. Όχι μόνο για τις γνώσεις που μπορεί να προσφέρει ένα πανεπιστήμιο στο εξωτερικό αλλά και για τον τρόπο ζωής και τους ρυθμούς της σε μια άλλη χώρα. Στην Ελλάδα μπορώ να πω πως το επίπεδο γνώσεων του πανεπιστημίου είναι αρκετά ικανοποιητικό. Όμως σίγουρα στο εξωτερικό, και ειδικά στο ΕΤΗ, το επίπεδο είναι πολύ πιο ανεβασμένο. Καθημερινά δημοσιεύονται ωραίες και κυρίως καινοτόμες δουλειές σε διάφορα πεδία. Ειδικά στον κλάδο των πολυμερών η έρευνα είναι αξιοσημείωτη. Η μεγαλύτερη διαφορά βρίσκεται στην πειραματική έρευνα που πραγματικά η Ελλάδα δυστυχώς βρίσκεται αρκετά πίσω. Σε γενικές γραμμές, η έρευνα είναι πιο απαιτητική στο εξωτερικό και με πιο γρήγορους ρυθμούς. Δεν είμαι σίγουρη αν έχω βρει αυτό που πραγματικά θέλω να κάνω, όπως οι περισσότερες/οι από εμάς άλλωστε, όμως για την ώρα είμαι πολύ ευχαριστημένη.

Μπορείς να μας πεις ποια είναι τα γενικά γνωρίσματα της διδακτορικής έρευνας; 

Οι διδακτορικές/οί ερευνήτριες/τές έχουν ως προτεραιότητα την έρευνά τους επομένως θα πρέπει να επενδύουν χρόνο ώστε να ενημερώνονται για τις εξελίξεις στον τομέα τους, χωρίς βέβαια αυτό να περιορίζει την ερευνητική τους δραστηριότητα. Θα πρέπει να μπορούν να αναγνωρίζουν τα κενά που υπάρχουν ή να βελτιώνουν ήδη υπάρχουσες παρατηρήσεις. Επίσης, σημαντικές είναι και οι συνεργασίες με άλλους ερευνητές και ερευνήτριες τόσο για τη βελτίωση της συνεργατικότητάς τους όσο και για την κατανόηση της ομαδικής δουλειάς που απαιτείται για μια ολοκληρωμένη εργασία. Τέλος, κομμάτι του διδακτορικού είναι και η επένδυση στις εκπαιδευτικές δεξιότητες, καθώς το διδακτορικό προσωπικό συνήθως οφείλει να ολοκληρώσει και διδακτικά καθήκοντα. 

Χρειάστηκες ποτέ καθοδήγηση από κάποια άλλη ερευνήτρια (ή κάποιον άλλον ερευνητή) κατά τη διάρκεια της σταδιοδρομίας σου; 

Οι άνθρωποι με τους οποίους έχω συνεργαστεί με έχουν καθοδηγήσει περισσότερο. Είναι πολύ σημαντικό να έχεις τέτοιους ανθρώπους γύρω σου ώστε να σε βοηθούν με τις γνώσεις και τις προσωπικές τους εμπειρίες. Αλλά ακόμα και οι συζητήσεις με φίλους με έχουν βοηθήσει πολύ. Όσο συζητάς κάτι, ακόμα και με άτομα που δε σχετίζονται με ένα συγκεκριμένο αντικείμενο, σε βοηθάει να καταλάβεις τι θες πραγματικά. 

Ποια είναι η χαρούμενη στιγμή που είχες έως τώρα στην πορεία σου;

Σε όλα τα χρόνια των σπουδών μου ήμουν πολύ χαρούμενη στις ορκωμοσίες μου γιατί σήμαινε ότι είχα καταφέρει να ολοκληρώσω έναν κύκλο σπουδών επιτυχώς. Δεν μπορώ φυσικά να μην αναφέρω και τις μικρότερες στιγμές όπως για παράδειγμα τα θετικά σχόλια μετά από κάποια παρουσίαση καθώς και την καθημερινή επιβράβευση. Τελευταίο και πολύ σημαντικό βέβαια είναι οι φίλοι που αποκτά κανείς μέσα από τις σπουδές: όλες αυτές οι ευχάριστες στιγμές που περνάτε μαζί, οι πλάκες, τα ξενύχτια και οι συζητήσεις. 

Αν έδινες συμβουλές σε κάποια νέα/νέο σε κλάδους των STEM που θέλει να κάνει διδακτορικό και να ασχοληθεί με την έρευνα, ποια θα ήτανε; 

Να είναι ανοιχτόμυαλος/η, τολμηρός/ή και να δοκιμάζει νέα πράγματα που πιστεύει ότι του/της ταιριάζουν. Εάν είσαι εργατικός/ή και πεισματάρης/α μπορείς να καταφέρεις πράγματα που θεωρείς αδύνατα. Το τελευταίο και πολύ σημαντικό είναι φυσικά να πιστεύεις στον εαυτό σου και να έχεις αυτοπεποίθηση!

Βρες περισσότερα για την Ιωάννα και την έρευνά της παρακάτω:

ResearchGate, Google Scholar, LinkedIn