"Biomaterials, medical materials" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Συνεργασία Ερευνητικών Ινστιτούτων και Εργαστηρίων από Ελλάδα (ΕΙΧΗΜΥΘ - Εργ. Μεταλλογνωσίας, Εργαστήριο Εμβιομηχανικής Μηχ. Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών, ΕΚΕΠΥ ΑΕ), Γερμανία, Ιταλία και Γιουγκοσλαβία, (προϋπολογισμός 9,76 MECU). Το πρόγραμμα αυτό ήταν το πρώτο πρόγραμμα διευρωπαϊκής συνεργασίας στα Βιοϋλικά που χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Το πρόγραμμα αποσκοπούσε στην κατασκευή με παραδοσιακές (κονιομεταλλουργικές) και σύγχρονες για την εποχή εκείνη τεχνικές (Sol-Gel, Slip Casting, Hot Isostatic Pressing) μικτών οξειδίων αδρανών βιοκεραμικών που θα προτείνονταν ως οδοντικά και εμφυτεύματα σκληρών ιστών και το χαρακτηρισμό αυτών (μηχανική αντοχή, ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες, βιοσυμβατότητα, δυνατότητα κατασκευής σύνθετων υλικών κεραμικού μετάλλου).

"The influence of oxygen on the interfaces formed between metals and oxide ceramics." Συνεργασία Ερευνητικών Ινστιτούτων και Εργαστηρίων από Ελλάδα (ΕΙΧΗΜΥΘ), Ιταλία και Γαλλία. Στο πρόγραμμα αυτό έγινε για πρώτη φορά η συστηματική μελέτη της επίδρασης της μερικής πίεσης του οξυγόνου στη συνάφεια που αναπτύσσεται στις διεπιφάνειες σε σύνθετα υλικά κεραμικού-μετάλλου.

"New SOFC materials and technology." Συνεργασία Ερευνητικών Ινστιτούτων και Εργαστηρίων από Ελλάδα (ΕΙΧΗΜΥΘ), Γερμανία και Νορβηγία. Το Πρόγραμμα αυτό αφορούσε την κατασκευή κελιών καυσίμου από ζιρκόνια σε επαφή με ευγενή μέταλλα.

"The kinetics of active metal braze spreading of ceramics materials." (Συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Το πρόγραμμα αφορούσε τη μελέτη των διεπιφανειών (από άποψη χημική και μηχανική) που σχηματίζονται στις συγκολλήσεις υλικών (μετάλλων και κεραμικών) σε μέσες και υψηλές θερμοκρασίες κυρίως με τις μεθόδους "Active Metal Brazing", "Diffusion Bonding" και "Partial Transient Liquid Phase Bonding" (PTLPB). Το πρόγραμμα περιελάμβανε ταυτόχρονη εκπαίδευση και εξοικείωση με όλες τις σύγχρονες τεχνολογίες χαρακτηρισμού υλικών όπως ακτίνες-X, SEM και EPMA. Τα υλικά που εξετάστηκαν ήταν οξείδια του αλουμινίου και του ζιρκονίου καθώς και SiC και Si3N4. Η μελέτη με ζιρκόνια αφορούσε ερευνητικό πρόγραμμα κατασκευής σύνθετων βιοϋλικών με βάση τη ζιρκόνια και το μεταλλικό τιτάνιο ή τα κράματά του (Ti₆Al₄V).

(α) "Determination of Interfacial Interactions between Ceramic Oxides and Other Phases, with Relevance to Biomedical Applications" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Το πρόγραμμα αυτό αποτελούσε μία σύνθετη μελέτη που τελικό σκοπό είχε να συμπληρώσει το κενό που υπάρχει είτε από έλλειψη δεδομένων ή συστηματικής έρευνας στις διεπιφανειακές αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στις επιφάνειες των κεραμικών βιοϋλικών. Περιληπτικά τα μέρη του προγράμματος περιελάμβαναν (i) μελέτη της κινητικής προσρόφησης πρωτεϊνών σε επιφάνειες βιοαδρανών κεραμικών (Al₂O₃ or ZrO₂), (ii) επέκταση της μελέτης σε επιφανειοδραστικά βιοκεραμικά και βιοϋάλους διαφόρων χημικών συστάσεων, (iii) μελέτη προσκόλλησης κυττάρων και ιστών σε επιφάνειες βιοϋλικών και μελέτη της επίδρασης της χημικής σύστασης, επιφανειακής τραχύτητας και χρόνου προσκόλλησης, έλεγχος ενεργοποίησης αιμοπεταλίων για χαρακτηρισμό θρομβογεννετικών χαρακτηριστικών επιφανειών υποψηφίων βιοϋλικών, (iv) προσρόφηση πρωτεϊνών και προσκόλληση κυττάρων σε επιφάνειες απορροφουμένων βιοκεραμικών και επίδραση του φαινομένου της ολικής ή της μερικής διάλυσης στην εκτίμηση των φαινομένων αυτών και της βιοσυμβατότητας, (v) διαβροχή υψηλών θερμοκρασιών σε μη αντιδρώντα συστήματα, (vi) μελέτη της διαβροχής και του σχηματισμού προϊόντων αντίδρασης σε τεχνικές κατασκευής σύνθετων βιοϋλικών κεραμικού-μετάλλου. Πολλές πειραματικές και αναλυτικές τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν τόσο στην κατασκευή των υλικών, συμπαγών και επικαλύψεων, όσο και στο χαρακτηρισμό τους όπως, XRD, SEM, EDS, TEM, AFM, Sputtering, Laser Ablasion ενώ μερικές από τις συνεργασίες ήταν με τα Εργαστήρια του INEB, IST, INESC.

(β) "Fabrication of short mullite fibres from kaolin to reinforce CMC bioceramic materials" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Το πρόγραμμα αυτό σκόπευε να διερευνήσει τις πιο σημαντικές πειραματικές παραμέτρους οι οποίες καθορίζουν την κινητική της πυρηνοποίησης και της κρυσταλλικής ανάπτυξης μικρών ινών μουλίτη, (π.χ. είδος και ποσότητα του αντιδραστηρίου που προάγει την τήξη, θερμοκρασία και χρόνος της διεργασίας κλπ.) με σκοπό τη βελτιστοποίηση της διεργασίας και την εφαρμογή της για μαζική βιομηχανική παρασκευή. Οι ίνες του μουλίτη έχουν στόχο να χρησιμεύσουν ως διασπαρμένη φάση ενίσχυσης σύνθετων υλικών με μήτρα από κεραμικό ή κεραμικές-υάλους, συμπεριλαμβανομένων και του υδροξυαπατίτη και των βιοϋάλων για χρήσεις στη βιοϊατρική.

(γ) "Production and characterization of novel materials which involve ceramics and glasses for advanced applications with relevance to biomedicine and environmentally friendly aims" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Ο διευρυμένος τίτλος του προγράμματος αυτού στοχεύει στην περαιτέρω ανάπτυξη των επιμέρους δραστηριοτήτων και της εξειδίκευσης που έχει αποκτηθεί τα προηγούμενα χρόνια καθώς και τη μεγιστοποίηση της αξιοποίησης της υλικοτεχνικής υποδομής και του ανθρώπινου δυναμικού του Τμήματος Μηχανικών Κεραμικών Υλικών και Υάλων. Κύρια έμφαση δίνεται στο σχεδιασμό, παρασκευή και χαρακτηρισμό νέων κεραμικών και υάλων που να έχουν πρακτική εφαρμογή στις γενικές κατευθύνσεις της βιοϊατρικής (βιοϋλικά) και του περιβάλλοντος (ανακύκλωση βιομηχανικών καταλοίπων). Η επιστημονική-θεωρητική μελέτη σε όλα τα τρία στάδια (σχεδιασμός, παρασκευή και χαρακτηρισμός) είναι σαφώς ο κύριος άξονας του προγράμματος. Επίσης, ο διευρυμένος τίτλος έχει δώσει σημαντικές δυνατότητες ανάπτυξης νέων συνεργασιών με άλλα Εργαστήρια σε διεθνές επίπεδο.

(α) "Biosensors made of zirconia and Ti-alloys" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Κύριος Ερευνητής). Οι βιο-αισθητήρες είναι ένα από τα πλέον μοντέρνα πεδία εφαρμογών της βιοϊατρικής και της ηλεκτρονικής. Στους βιο-αισθητήρες, το ηλεκτρονικό κύκλωμα περικλείεται από μία κεραμική κάψουλα, που δρα ως παράθυρο συχνοτήτων και εξασφαλίζει τη μακροβιότητα της προστασίας του αισθητήρα στο σώμα. Το ηλεκτρικό σήμα περνάει από το εξωτερικό στο εσωτερικό της κάψουλας με ένα μέταλλο που πρέπει να είναι βιοσυμβατό και διαπερνάει το κέλυφος της κάψουλας μέσω υδατοστεγών και ανθεκτικών συγκολλήσεων κεραμικού/μετάλλου. Η ζιρκόνια και το τιτάνιο και τα κράματά του συγκεντρώνουν όλα τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά βιοαποδεκτικότητας ενώ το συγκεκριμένο ζεύγος εμφανίζει πολύ κοντινούς συντελεστές θερμικής διαστολής, γεγονός που προεξοφλεί πολύ μικρές εναπομένουσες τάσεις, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την καταστροφή μίας διεπιφάνειας κεραμικού/μετάλλου κυρίως υπό συνθήκες χρόνιας μηχανικής κόπωσης. Στο πρόγραμμα αυτό, ερευνήθηκαν πειραματικά οι δυνατότητες συγκόλλησης των δύο αυτών υλικών είτε απευθείας είτε χρησιμοποιώντας για την προαγωγή της τήξης μη τοξικά μέταλλα, όπως Au, Pt ή Ag.

(β) "Composite scaffolds for bone tissue engineering" (Institute for Investigation, I & DT Projects for Health Science and Technology 2002, 99.900 €, 36 μήνες). Το πρόγραμμα σκοπεύει στην κατασκευή βιοαποικοδομούμενων σκελετών-οδηγών σύνθετων υλικών πολυμερών-βιοδραστικών κεραμικών που η αρχιτεκτονική τους θα εξασφαλίζει κυτταρική in vitro προσκόλληση, αγγειοποίηση και οστεογένεση για εφαρμογές αναγέννησης οστών σε περιπτώσεις απώλειας λόγω τραυματισμού. Παράλληλα θα πρέπει να ικανοποιούνται και οι ελαστικές και γενικώς μηχανικές ιδιότητες του οστού που θα αντικατασταθεί. Η βιοδραστικότητα θα εξασφαλιστεί από τη χρήση βιοϋάλων, υδροξυαπατίτη και τριφωσφορικού ασβεστίου που θα είναι και η διασπαρμένη φάση για την ενίσχυση του σύνθετου υλικού. Η μήτρα θα είναι από βιοσυμβατό πολυμερές, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται ήδη στη βιοϊατρική ως εμφυτεύματα (π.χ. chitosan, dextran, alginate, polyurethane, poly-hydroxyalkanoates), κατάλληλα τροποποιημένο ώστε να ικανοποιεί την βιοαποδόμηση και τις μηχανικές ιδιότητες.

"Ανάπτυξη βιοενεργών, βιομιμητικών ανόργανων υλικών μέσω της μεθόδου sol-gel και της ενεργοποίησης των επιφανειών αδρανών υάλων και υαλοκεραμικών." Συμμετοχή στο πρόγραμμα για την εκπόνηση του έργου: Ανάπτυξη υάλων και υαλοκεραμικών και αξιολόγησή της βιοδραστικότητάς τους.

"Ανάπτυξη νέων κεραμικών υλικών και υάλων για οδοντιατρικές εφαρμογές" (συμμετοχή στο Πρόγραμμα ως Μετακαλούμενος Ερευνητής του Εξωτερικού). Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται (90% του συνολικού προϋπολογισμού) από την Ευρωπαοκή Επιτροπή (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και το Ελληνικό Υπουργείο Ανάπτυξης (ΓΓΕΤ) και συνχρηματοδοτείται (10%) από την εταιρία οδοντιατρικών υλικών “Μαυροειδόπουλος Δημήτριος”. Ανάδοχος φορέας του προγράμματος είναι το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων (προϋπολογισμός 78.000 €, διάρκεια 24 μήνες). Σκοπός του προγράμματος είναι η ανάπτυξη νέων υάλων και υαλοκεραμικών υλικών για βιοϊατρικές εφαρμογές με έμφαση στην οδοντιατρική. Τα υλικά αυτά βρίσκονται στην τεχνολογική αιχμή της ιατρικής και οδοντιατρικής προσθετικής, και αφορούν εμφανή οδοντικά εμφυτεύματα, και συγκεκριμένα υλικά με βάση το τριμερές σύστημα τετρα-πυριτικής μίκας, φθοριοαπατίτη και διοψίτη και υλικά με βάση το σύστημα λευκίτη και διπυριτικού λιθίου, καθώς και βιοενεργά εμφυτεύματα που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην οδοντιατρική χειρουργική και συγκεκριμένα βιοενεργών υάλων στο σύστημα CaO-MgO-SiO₂ με προσθήκες B₂O₃, P₂O₅, Na₂O και CaF₂. Η τελική φάση του προγράμματος θα εστιαστεί στα σύνθετα υλικά που μπορεί να προκύψουν από συνδυασμούς των υλικών των προηγούμενων τριών κατηγοριών, είτε μεταξύ τους, είτε με άλλα γνωστά βιοϋλικά, όπως Ti, υδροξυαπατίτη κ.α. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει το σχεδιασμό της σύστασης των νέων υλικών, την κατασκευή υάλων, την κρυστάλλωσή τους σε υαλοκεραμικά και το χαρακτηρισμό των φυσικών, χημικών και μηχανικών ιδιοτήτων τους. Επίσης, θα γίνει αξιολόγηση της αντίδρασης των νέων υλικών σε προσομοιωμένα βιολογικά υγρά με σκοπό τον προσδιορισμό της βιοενεργότητά τους και την εν γένει πρόβλεψη της συμπεριφοράς τους σε πραγματικές βιολογικές συνθήκες και περιβάλλον. Επίσης, θα καταβληθούν προσπάθειες ώστε να αναπτυχθούν συνεργασίες με εν δυνάμει νέους εταίρους στα πεδία του in vitro ελέγχου με ιστοκαλλιέργειες οστεοβλαστών, των in vivo εμφυτεύσεων σε πειραματόζωα με ακόλουθη ιστολογική εξέταση, του ελέγχου των νέων υλικών σε βιοαντιδραστήρες για ανάπτυξη μοσχευμάτων με τη μέθοδο της ιστομηχανικής (tissue engineering) και ακόμα και κάποιων πρώτων κλινικών δοκιμών.

"Υλικά αποθήκευσης υδρογόνου για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας". 01/11/07-28/02/08. Χρηματοδοτείται από την Innova Technolgy Solutions SRL.

"Ανάπτυξη σύνθετων νανοδομημένων υλικών κεραμικής μήτρας με μεταλλικά εγκλείσματα – Διερεύνηση των μηχανικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους με πειραματικές, θεωρητικές και υπολογιστικές μεθόδους (ΝΑΜCΟ)", συντονιστής της ερευνητικής ομάδας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Το πρόγραμμα συντονίζει το ΕΜΠ (Τμήμα Μεταλλουργών Μηχανικών και Μηχανικών Μεταλλείων) και συμμετέχει και το ΕΚΕΦΕ-Δημόκριτος (2011-2013, προτεινόμενος προϋπολογισμός 521.739 Ευρώ).

"Εκπόνηση Εγχειριδίου με τίτλο: Επιστήμη και Τεχνολογία Υαλοκεραμικών Υλικών." (Προϋπολογισμός 2.500 Ευρώ – το έργο χρηματοδότησε η Γενική Μεταλλευτική και Μεταλλουργική Ανώνυμος Εταιρία ΛΑΡΚΟ).