INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 6/2022

Full text (pdf)

 

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
Nagroda naukowa im. prof. S. Pieńkowskiego dla badacza nanomateriałów dla fotoniki W tym roku Nagrodę naukową im. Profesora Stefana Pieńkowskiego otrzymał dr hab. Wiktor Lewandowski z Uniwersytetu Warszawskiego (UW) za „badania rekonfigurowalnych i chiralnych nanomateriałów ciekłokrystalicznych do technologii fotonicznych”. Nagroda jest przyznawana od 2004 r. co dwa lata młodym naukowcom za znaczące osiągnięcia naukowe w dziedzinie eksperymentalnej fizyki, astronomii, chemii i biologii. Laureat otrzymuje stypendium w wysokości 50 tys. zł oraz medal. Dr hab. Wiktor Lewandowski jest adiunktem w Zakładzie Chemii Organicznej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemii UW.

  

KONFERENCJA
XIV Konferencja Naukowo-Techniczna Materiały Węglowe i Kompozyty Polimerowe Nauka-Przemysł’2022

Streszczenie
W dniach 18–21 października 2022 r. w Ustroniu-Jaszowcu odbyła się XIV Konferencja Naukowo-Techniczna Materiały Węglowe i Kompozyty Polimerowe Nauka-Przemysł’2022 zorganizowana przez Polskie Towarzystwo Węglowe, Centrum Farb i Tworzyw w Gliwicach będące częścią Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Katedrę Biomateriałów i Kompozytów na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie oraz Sekcję Węglową i Sekcję Przetwórstwa Tworzyw przy Zarządzie Głównym Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego. Patronat nad konferencją objęła Sekcja Materiałów Niemetalowych w Komitecie Inżynierii Materiałowej i Metalurgii PAN i Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych.

  

 

Agnieszka Dzindziora, Maciej Sułowski, Damian Dzienniak
Manufacturing of PLA-based composite 3D printing filaments
Wytwarzanie kompozytowych filamentów na bazie PLA do druku 3D

DOI  10.15199/28.2022.6.1

Streszczenie
Celem badań było wytworzenie za pomocą wytłaczarki 3Devo trzech różnych filamentów na bazie tworzywa PLA: bez domieszek, z miedzią oraz z grafitem. Dla wytłoczonych filamentów sprawdzono takie parametry, jak chropowatość, uzyskaną średnicę oraz siłę zerwania. Powstała struktura kompozytowa przeznaczona jest do druku 3D w technologii FDM (fused deposition modeling), z wykorzystaniem szybkiego prototypowania.
 
Abstract
The aim of the research was to produce three different PLA-based filaments using the 3Devo extruder: without admixtures, with copper and with graphite. For these filaments, parameters such as roughness, obtained diameter and breaking force were checked. The resulting composite structure is intended for 3D printing in FDM (fused deposition modeling) technology, using rapid prototyping.
 
 

Maciej Sułowski, Robert Dąbrowski, Iga Zawilińska
The effect of processing parameters on the microstructure and properties of sintered Fe-2.5%Mn-0.8%C gear wheels
Wpływ parametrów wytwarzania na mikrostrukturę i właściwości spiekanych kół zębatych o składzie Fe-2,5%Mn-0,8%C

DOI  10.15199/28.2022.6.2

Streszczenie
W pracy zbadano wpływ parametrów wytwarzania, a w szczególności infiltracji miedzią, na właściwości mechaniczne oraz mikrostrukturę spiekanych kół zębatych. Koła zębate spiekano w temp. 1150°C przez 60 min w atmosferze mieszaniny 70% N2 i 30% H2. Następnie poddano je ponownemu spiekaniu w atmosferze będącej mieszaniną 95% N2 i 5% H2 w czasie 60 min w temp. 1120°C, połączonemu z infiltracją miedzią (1,41–4,20%) metodą nakładkową. Po spiekaniu stale poddawano pomiarom gęstości, badaniom właściwości mechanicznych i badaniom metalograficznym. Wykazano, że infiltracja miedzią prowadzi do wzrostu gęstości oraz twardości badanych kół. Największą wytrzymałość na statyczne zginanie zębów wykazały koła nieinfiltrowane miedzią, a najmniejszą zęby kół infiltrowanych 4,2% Cu.
 
Abstract
The aim of this work was to investigate the influence of processing parameters, in particular copper infiltration, mechanical properties and microstructure of sintered Fe-2.5% Mn-0.8% C gear wheels. Gear wheels were sintered at 1150°C for 60 min in mixture of 70% N2 and 30% H2. Following this process, the wheels were re-sintered at 1120°C for 60 min in 95% N2 and 5% H2 atmosphere and combined with copper (1.41–4.20%) overlay infiltration method. After infiltration, density and mechanical properties were measured. The results of investigations show that after copper infiltration density and hardness of gears increased. The highest teeth bend strength was obtained for not infiltrated gears. The lowest bend strength value was recorded for gears infiltrated with 4.2% Cu.
 
 

Klaudyna Grzela, Magdalena Bańkosz
Vitamin C. Properties, role and application
Witamina C. Właściwości, rola i zastosowanie

 DOI  10.15199/28.2022.6.3

 
 
Streszczenie
Witamina C uważana jest za jedną z najważniejszych substancji w organizmie. Związek ten uczestniczy w wielu procesach metabolicznych, jednakże nie jest produkowany samodzielnie przez organizm ludzki. Przegląd dostarcza informacji o właściwościach i znaczeniu witaminy C. Główną uwagę zwrócono na zastosowanie witaminy C w leczeniu wybranych chorób zakaźnych, terapiach przeciwnowotworowych, jak również aplikacjach kosmetycznych. Ponadto omówiono najważniejsze funkcje i właściwości witaminy C. Omówiono także możliwość transportu witaminy C w systemach dostarczania leków, m.in. z wykorzystaniem liposomów.

Abstract
Vitamin C is considered one of the most important substances in the organism. This compound is involved in many metabolic processes; however, it is not produced independently by the human organism. This review provides information on the properties and role of vitamin C. The main attention has been paid to the use of vitamin C in the treatment of selected infectious diseases, anticancer therapies as well as cosmetic applications. In addition, the most important functions and properties of vitamin C are discussed. The possibility of transporting vitamin C in drug delivery systems using liposomes was also discussed.
 
  

CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych

Streszczenie
Ultralight functionally graded hybrid nanocomposites based on yttrium and silica-reinforced Mg10Li5Al alloy. Thermal and tribomechanical properties E.B. Moustafa, E. Ghandourah, R.A. Youness, A.A. Melaibari, M.A. Taha Materials 2022, 15, nr 24, 9052, https://doi.org/10.3390/ma15249052 Despite the amazing properties of lightweight Mg10Li5Al alloy, its use in industrial applications is highly limited due to its low mechanical properties, wear resistance, and coefficient of thermal expansion (CTE). In this context, this work aimed to improve the above properties without sacrificing the important benefit of this alloy being lightweight. Therefore, function grade composites (FGCs) were prepared based on the Mg10Li5Al alloy reinforced by yttrium (Y) and silica fume using the powder metallurgy technique. Then, the nanocomposite’s microstructure, mechanical properties, artificial aging, wear resistance, and thermal expansion were examined.

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 23–26 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 436164; B22F 9/24 BRUZDA ROBERT F.H.U. MAGBOB, Kraków Pulit-Prociak J., Staroń A., Staroń P., Zielina M., Dąbrowski W., Banach M. Sposób otrzymywania kompozycji zawierającej nanocząstki srebra oraz sposób nanoszenia tej kompozycji na filtr HEPA Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kompozycji zawierającej nanocząstki srebra z wykorzystaniem azotanu(V) srebra i kwasu askorbinowego jako reduktora, który polega na tym, że polialkohol winylowy w ilości 2,5–5,0% mas. całkowitej masy kompozycji i poliwinylopirolidon w ilości 3,0–8,0% mas. całkowitej masy kompozycji rozpuszcza się w wodzie w temp. 40–85°C, następnie do powstałego roztworu wprowadza się wodny roztwór azotanu(V) srebra o stężeniu 1,5×10-2–4,0×10-2 mol/dm3, po czym dodaje się wodny roztwór kwasu askorbinowego o stężeniu 1,4×10-2–3,8×10-2 mol/dm3. Przedmiotem wynalazku jest także sposób nanoszenia tej kompozycji na filtr HEPA. (10 zastrzeżeń)
 

 

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 5/2022

 Full text (pdf)

 

 

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
ADJ Nanotechnology laureatem Nagrody Gospodarczej Prezydenta RP Dn. 17 listopada 2022 r. odbyła się Gala XX edycji Nagrody Gospodarczej Prezydenta RP, której celem jest wspieranie polskich przedsiębiorców i wyróżnienie tych najlepszych. Spółka ADJ Nanotechnology otrzymała nagrodę w kategorii specjalnej Badania+Rozwój. Prezydent uhonorował przedsiębiorstwa, które przyczyniają się do rozwoju gospodarki narodowej, przestrzegają zasad odpowiedzialnego biznesu, promują pozytywny wizerunek Polski oraz stanowią wzór funkcjonowania dla innych firm. ADJ Nanotechnology rozpoczęła działalność w 2019 r. w Białostockim Parku Naukowo-Technologicznym jako spin-off Politechniki Warszawskiej. Spółka opracowuje innowacyjne dodatki nanocząsteczkowe o unikatowych właściwościach bioaktywnych.

  

 

Adrian K. Antosik, Karolina Mozelewska
Influence of bentonite on self-adhesives properties of silicone pressure-sensitive adhesives
Wpływ bentonitu na właściwości samoprzylepne silikonowych klejów samoprzylepnych

DOI  10.15199/28.2022.5.1

Streszczenie
W pracy przedstawiono technologię otrzymywania silikonowych klejących taśm samoprzylepnych charakteryzujących się zwiększoną odpornością termiczną. Do otrzymania samoprzylepnych produktów wykorzystano komercyjne żywice silikonowe modyfikowane dodatkiem napełniacza (bentonitu) oraz związkiem sieciującym. Otrzymane taśmy przebadano pod względem właściwości użytkowych, takich jak adhezja, kohezja oraz kleistość, a także sprawdzono ich odporność termiczną, która średnio wzrosła o ok. 60%. Otrzymane nowe produkty samoprzylepne są w pełni transferowalne do przemysłu i mogą znaleźć zastosowanie np. w ciepłownictwie.
 
Abstract
Paper presents the technology of obtaining silicone self-adhesive tapes based on which exhibit increased thermal resistance. Commercial silicone resins modified with the addition of a filler (bentonite) and a cross-linking compound were used to obtain self-adhesive products. The obtained tapes were tested in terms of functional properties, such as adhesion, cohesion and tack, and their thermal resistance was checked, which on average increased by about 60%. The obtained new self-adhesive products are fully transferable to industry and can be used, for example, in heating.
 
 

Robert Dąbrowski
Influence of the ageing temperature on the microstructure and selected mechanical properties of Ti24Nb4Zr8Sn alloy
Wpływ temperatury starzenia na mikrostrukturę i wybrane właściwości mechaniczne stopu Ti24Nb4Zr8Sn

DOI  10.15199/28.2022.5.2

Streszczenie
Celem pracy była ocena mikrostruktury i wybranych własności mechanicznych stopu Ti24Nb4Zr8Sn w stanie po przesycaniu, tj. oziębianiu w wodzie z wybranej temperaturze wygrzewania (800°C) i starzeniu w zakresie temp. 350–600°C. Wyniki badań wskazały na obecność w mikrostrukturze stopu fazy β w stanie przesyconym oraz wydzieleń fazy α, począwszy od temperatury starzenia 400°C. Twardość próbek stopu wyznaczono w stanie po przesycaniu oraz w całym zakresie temperatur starzenia. W stanie przesyconym (oziębionym w wodzie od 800°C) odnotowano minimalną twardość stopu, tj. 236 HV, której odpowiadała największa odporność na pękanie (KV = 109,5 J). Wraz ze wzrostem temperatury starzenia w zakresie 350–600°C obserwowano spadek odporności na pękanie stopu. Wykazano, że w stanie po przesycaniu oraz przesycaniu i starzeniu przełomy próbek są quasi-kruche, o różnym udziale objętościowym przełomu międzykrystalicznego i transkrystalicznego.
 
Abstract
The aim of the study was to evaluate the microstructure and selected mechanical properties of the Ti24Nb4Zr8Sn alloy in the state after supersaturation, i.e. cooling in water from the selected annealing temperature (800°C) and ageing in the temperature range 350–600°C. The test results indicated the presence of the β phase in the supersaturated state in the alloy microstructure and the α phase precipitates – starting from the ageing temperature of 400°C. The hardness of the alloy samples was determined in the state after supersaturation and throughout the entire ageing temperature range. In the supersaturated state (cooled in water from 800°C), the minimum hardness of the alloy was recorded, i.e. 236 HV, which corresponds to the highest impact energy (KV = 109.5 J). A decrease in the fracture toughness of the alloy was observed with the increase in the ageing temperature in the range of 350–600°C. It has been shown that in the state after supersaturation, supersaturation and ageing, the fractures of the samples are quasi-brittle with a different volume fracture of the intercrystalline and transcrystalline fracture.
 
 

Krzysztof Sołek
Rheological properties of copper alloy in liquid and semi-solid state
Właściwości reologiczne stopów miedzi w stanie ciekłym i stało-ciekłym

 DOI  10.15199/28.2022.5.3

 
 
Streszczenie
W pacy przedstawiono analizę podstawowych właściwości reologicznych wybranego stopu miedzi w stanie ciekłym oraz częściowo ciekłym, z uwagi na brak w literaturze dostatecznej liczby badań z tego zakresu oraz potencjalne możliwości wykorzystania technologii tiksotropowych do kształtowania stopów na osnowie miedzi. Przeprowadzona analiza obejmowała złożoną charakterystykę lepkości pod kątem wpływu temperatury oraz prędkości odkształcenia. Wyniki wzbogacono o modele reologiczne, które mogą być wykorzystywane w badaniach symulacyjnych.

Abstract
An analysis of the basic rheological properties of a selected copper alloy in a liquid and partially liquid state was presented, due to the lack of sufficient research in this field in the literature and the potential possibilities of using thixotropic technologies to shape alloys on a copper matrix. The analysis carried out a complex characteristic of viscosity in terms of the influence of temperature shear rate. The results were enriched with rheological models that can be used in simulation studies.
 
  

CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych

Streszczenie
Effect of mechanical vibration on the mechanical properties and solidification feeding in low-pressure sand casting of Al-Cu-Mn- -Ti alloy W. Chen, Sh. Wu, R. Wang Materials 2022, 15, nr 22, 8243, https://doi.org/10.3390/ma15228243 The shrinkage defects of Al-Cu-Mn-Ti alloy seriously hinder its application in high-performance engineering. In this study, mechanical vibration was introduced to low-pressure sand casting (LPSC) by a waveguide rod to eliminate shrinkage defects and improve mechanical properties. Four LPSC castings were performed by changing the solidification conditions: 20 kPa solidification pressure without and with 14 Hz vibration and 40 kPa without and with 24 Hz (the natural frequency of a casting system) vibration. The shrinkage defects, microstructures, and mechanical tensile properties at room temperature and at 2 mm/min tensile rate were investigated.

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 18–22 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 435782; B01J 20/10 POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław Soroka M., Stachowiak A., Brol A. Silikażele sfunkcjonalizowane N-perfosfonometylowanymi żywicami polietylenopoliaminopropylosiloksanowymi oraz sposób ich wytwarzania Wynalazek dotyczy silikażeli sfunkcjonalizowanych N-perfosfonometylowanymi żywicami polietylenopoliaminopropylosiloksanowymi o wzorze 1, w którym m oznacza liczbę fragmentów 2-(fosfonometyloamino)etylowych oraz sposobu wytwarzania tych silikażeli, który polega na tym, że N-perfosfonometylowaną żywicę polietylenopoliaminopropylosiloksanową poddaje się reakcji z silikażelem, a reakcję prowadzi się w temp. 340–370 K w wodzie. (3 zastrzeżenia)[
 

 

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 4/2022

 Full text (pdf)

   

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
Nowatorskie powłoki fotokatalityczne Dr inż. Paulina Chilimoniuk-Szwarc z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT w ramach pracy doktorskiej otrzymała nowatorskie powłoki fotokatalityczne. W przyszłości mogą one być tanim i szybkim sposobem wytwarzania wodoru jako czystej energii. W minionym roku badaczka odebrała najwyższą nagrodę na corocznej konferencji Towarzystwa Galwanotechnicznego w Warszawie – nagrodę im. profesora Tadeusza Żaka za najlepsze krajowe rozprawy doktorskie z obszaru galwanotechniki i dziedzin pokrewnych. – Zajmowałam się elektrochemicznym utlenianiem powierzchni stopów na bazie faz międzymetalicznych. Powszechnie robi się to na czystych metalach, takich jak aluminium czy tytan, a ja prowadziłam badania na intermetalicznym stopie żelaza z aluminium, a dokładniej na fazie międzymetalicznej FeAl3.

    

Anna Kufel, Stanisław Kuciel
Green hybrid polyethylene composites for biomedical application
Zielone kompozyty hybrydowe na osnowie polietylenu do zastosowań biomedycznych

DOI  10.15199/28.2022.4.1

Streszczenie
Celem badań było wytworzenie hybrydowych kompozytów na osnowie zielonego polietylenu wzmocnionych naturalnymi napełniaczami. Polietylen o dużej gęstości wyprodukowany z trzciny cukrowej został użyty jako matryca polimerowa. Do matrycy dodawano włókna bazaltowe, śrutę kukurydzianą, kawę, łupiny orzechów laskowych i tuf. Zbadano wpływ temperatury na właściwości mechaniczne. Skaningowy mikroskop elektronowy został użyty, aby ocenić jakość adhezji naturalnych napełniaczy do polimerowej osnowy.
 
Abstract
The aim of the research was to study green polyethylene hybrid composites reinforced with natural fillers. In our study the green high-density polyethylene produced from sugarcane-based ethanol was used as a matrix. The basalt fibers, corncob granules, coffee, hazelnut shells and tuff were added to the matrix. The influence of the temperature on the mechanical properties were investigated. Scanning electron microscopy was used to assess the quality of adhesion of the natural fillers to the polymer matrix.
 
 

Dominik Stępka
Modification unsaturated polyester resin with nano-additives
Modyfikowanie nienasyconych żywic poliestrowych nanododatkami

DOI  10.15199/28.2022.4.2

Streszczenie
W pracy przedstawiono różnego rodzaju podejście do kwestii modyfikacji żywic poliestrowych przy użyciu nanododatków. Poruszono zagadnienia nasiąkliwości kompozytów na bazie żywic, ich ognioodporności, a także udarności i wytrzymałości na zginanie. Zwrócono szczególną uwagę na metody z którymi wiąże się najbardziej korzystne rokowania.
 
Abstract
The paper presents a different approach to the modification of polyester resins with the use of nano-additives. The issues of absorbability of resinbased composites, their fire resistance, as well as impact strength and flexural strength were discussed. Particular attention was paid to the methods with the most favorable prognosis.
 
 

Mateusz Dyląg, Mateusz Góra, Dagmara Słota
Fiber-reinforced thermoplastic materials with potential for use in additive manufacturing
Materiały termoplastyczne wzmacniane włóknami o potencjalne do wykorzystania w wytwarzaniu addytywnym

 DOI  10.15199/28.2022.4.3

  
Streszczenie
W pracy omówiono ostatnie doniesienia literaturowe dotyczące modyfikacji wybranych materiałów termoplastycznych, w tym m.in. polilaktydu (PLA), polieteroeteroketonu (PEEK), poli(tereftalan etylenu) (PET), poliamidu (PA) i polikaprolaktonu (PCL), włókami ciągłymi oraz ciętymi o potencjale aplikacyjnym w technologii druku 3D. Dokonano oceny zastosowania w przemyśle oraz bioinżynierii.

Abstract
The following review considers recent publications regarding the modification of selected thermoplastic materials, including polylactide (PLA), polyetheretherketone (PEEK), poly(ethylene terephthalate) (PET) or polycaprolactone (PCL), enriched with continuous and chopped fibers, with potential in 3D printing technology. Industrial as well as bioengineering applications were evaluated.
 
 

Marlena Roguszewska, Paweł Parzuchowski, Gabriel Rokicki, Damian Tkacz
Anti-corrosive coatings based on renewable raw material with the addition of nanomagnetite
Antykorozyjne powłoki na bazie surowca odnawialnego z dodatkiem nanomagnetytu

 DOI  10.15199/28.2022.3.4

 
 
Streszczenie
Przedstawiono właściwości powłok na bazie surowca odnawialnego (kwasu rycynolowego pozyskiwanego z oleju rycynowego) i żywicy epoksydowej. Ze względu na dużą lepkość takiego oligoestrolu prowadzono modyfikację za pomocą oligowęglanodioli, oligoeterodioli oraz oligobutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi. Przygotowano także powłoki z dodatkiem napełniaczy nieorganicznych. W celu zapewnienia właściwości antykorozyjnych dodawano nanomagetyt, minerał należący do spineli, jeden z najsilniejszych magnetyków występujących na ziemi.

Abstract
This publication presents the properties of coatings based on a renewable raw material (ricinoleic acid obtained from castor oil) and an epoxy resin. Due to the high viscosity the biobased oligoestrol, modification with oligocarbonate diols, oligoether diols and oligobutadiene terminated with hydroxyl groups was carried out. Coatings with the addition of inorganic fillers were also prepared. Nanomagetite, a mineral belonging to spinel, one of the strongest magnetics found on earth, was added to provide anti-corrosion properties.
 
 

CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych

Streszczenie
Eco-friendly alternative disposal through the pyrolysis process of meat and bone meal A.M. Zaharioiu, C. Şandru, E.I. Ionete, F. Marin, R.E. Ionete, A. Soare, M. Constantinescu, F. Bucura, V.-C. Niculescu Materials 2022, 15, nr 19, 6593, https://doi.org/10.3390/ma15196593 The capitalization of agri-food waste is essential for the sustainability of a circular economy. This work focuses on a solution to eliminate such waste, meat and bone meal (MBM), which is produced in large quantities by the food industry and is prohibited for use as animal feed under the European directives. Therefore, with the focus of converting waste to energy, the catalytic pyrolysis of MBM in the presence of mesoporous silica nanocatalysts (SBA-3 and SBA-16 materials and metallic derivates) was investigated in a home-made reactor for the production of renewable energy. The mesoporous silica materials were synthesized using relatively simple methods and then characterized in order to determine their morpho-structural characteristics. The MBM pyrolysis behavior under different experimental conditions was examined in detail, both in the presence and absence of the new catalysts. The resulting MBM-based pyrolysis products, MBMPYOILs and MBMPYGASs, were also assessed as potential alternative fuels, highlighting comparable energy values to conventional fuels. The outcomes of this investigation offer a potential pathway to the clean production of gas and oil, thus promoting the high-grade utilization of MBM waste.

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 14–17 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 435568; B05B 7/14 SIEĆ BADAWCZA ŁUKASIEWICZ – INSTYTUT OBRÓBKI PLASTYCZNEJ, Poznań Leshchynsky V., CA, Magda J., Garbiec D., Wiśniewski T., Kubicki G., Sulej-Chojnacka J. Sposób niskociśnieniowego natryskiwania na zimno powłok z proszków cząstek stałych i układ do niskociśnieniowego natryskiwania na zimno powłok z proszków cząstek stałych Przedmiotem wynalazku jest sposób niskociśnieniowego natryskiwania na zimno powłok z proszków cząstek stałych i układ do niskociśnieniowego natryskiwania na zimno powłok z proszków cząstek stałych, gdzie w atmosferze próżni na częściach maszyn i produktach medycznych, natryskiwane są powłoki o dowolnej grubości z materiałów metalicznych i ceramicznych, co ma szczególne zastosowanie w medycynie, motoryzacji, elektronice i lotnictwie. Układ zawiera komorę fluidyzacyjną (1), która wewnątrz ma masę porowatą (2) dolną ułożoną na powierzchni dna i górną pod pokrywą, przy czym w dolnej części na zewnątrz komory fluidyzacyjnej (1) załączony jest elektrowibrator (3). Gaz pod ciśnieniem 2 bar wprowadza się i przepuszcza przez masę porowatą (2), gdzie w wibrującej komorze fluidyzacyjnej (1) tworzy się aerozol (9), który zostaje przesłany do dyszy natryskowej (13) niskociśnieniowego pistoletu natryskowego (11) z nagrzewnicą (10), umieszczonych na stałe w adapterze (14) osadzonym w komorze próżniowej (15).
 

 

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 3/2022

 Full text (pdf)

 

LUDZIE NAUKI I BIZNESU
W jaki sposób wykorzystać swoiste właściwości polimerów w praktyce? Rozmowa z prof. dr hab. Beatą Grabowską z Wydziału Odlewnictwa AGH w Krakowie o problemach i przyszłości przemysłu odlewniczego w Polsce

Streszczenie
Prof. dr hab. Beata Grabowska w roku 1996 ukończyła studia chemiczne na Uniwersytecie Jagiellońskim (specjalność chemia polimerów), a następnie podjęła studia doktoranckie na Wydziale Odlewnictwa AGH w Krakowie. Od 2021 r. jest profesorem nauk inżynieryjno-technicznych na Wydziale Odlewnictwa AGH. Od lat prowadzi wielokierunkową działalność naukowo-badawczą związaną z grupą materiałów wielkocząsteczkowych (polimery, glinokrzemiany), także pod kątem ich zastosowania w technologii, w tym odlewniczej. Zajmuje się modyfikacją oraz procesami ich sieciowania i degradacji. Jest autorką lub współautorką ponad 270 opublikowanych materiałów (publikacje, referaty) oraz książki Polimery. Budowa. Otrzymywanie. Właściwości. Aplikacje w odlewnictwie (WN Akapit, 2019). Jest współtwórcą 6. przyznanych patentów (w tym 1 EPO) i 4 zgłoszeń patentowych. W 2001 r. była stypendystką Fundacji Kościuszkowskiej, w 2018 r. była stażystką w ISIS Neutron and Muon Source User Office, Science and Technology Facilities Council, Rutherford Appleton Laboratory, Harwell Oxford, United Kingdom, a w 2019 r. w Technical University in Kosice, Faculty of Materials, Metallurgy and Recycling, Slovakia.
  

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
Biodegradowalne i kompostowalne granulaty polimerowe od Grupy Azoty SA Grupa Azoty SA jest pierwszą firmą w Polsce, która wprowadziła na rynek linię granulatów polimerowych biodegradowalnych i kompostowalnych. Nowa linia pod marką envifill® powstała w oparciu o opracowaną w Grupie Azoty technologię otrzymywania skrobi termoplastycznej, która wytwarzana jest z materiałów bioodnawialnych i kompostowalnych i nie zawiera plastyfikatorów. Produkty envifill® dedykowane są m.in. do przetwórstwa w technologii wytłaczania z rozdmuchem, wtryskiwania oraz do druku 3D. Niewątpliwym atutem tych produktów jest fakt, że są przeznaczone do przetwórstwa przy użyciu konwencjonalnych urządzeń do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Wśród produktów powstających za pomocą tych technologii można wskazać chociażby na: folie, opakowania, doniczki, elementy urządzeń, które są zużywalne lub wymagają częstej wymiany, elementy zastawy stołowej czy opakowania na kosmetyki.

  

KONFERENCJA
IV Ogólnopolska Konferencja Implanty 2022

Streszczenie
W dniach 27–28 maja br. w zabytkowych murach Politechniki Gdańskiej odbyła się IV edycja Ogólnopolskiej Konferencji Implanty 2022, której przyświecało hasło „Inżynieria, medycyna i nauka – w pogoni za implantem doskonałym”. Wydarzenie zorganizowane przez Instytut Technologii Maszyn i Materiałów oraz Koło Naukowe „Materiały w Medycynie”, działające przy Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej, przyciągnęło szerokie grono przedstawicieli nauki, medycyny i przemysłu.

  

Paweł Kwaśnicki, Katarzyna Grąz, Anna Gronba-Chyła
Characterisation of the surface morphology of the photoanode layer and quantum dot layer on a porous substrate in 3rd generation photovoltaic cells
Charakteryzacja morfologii powierzchni warstwy fotoanody oraz warstwy kropek kwantowych na podłożu porowatym w ogniwach fotowoltaicznych III generacji

DOI  10.15199/28.2022.3.1

Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań mających na celu określenie stopnia upakowania struktur niskowymiarowych w postaci kropek kwantowych (QDs) dla podłoży mezoporowatych. Wykorzystanie kropek kwantowych w fotowoltaice pozwala na poprawę efektywności konwersji oraz poszerzenie spektrum absorpcyjnego. Wyzwaniem technologicznym jest zarówno proces depozycji QDs, jak i znalezienie odpowiedniej metody określenia kluczowych parametrów, w tym stopnia upakowania, jednorodności rozmieszczenia QDs czy ich parametrów przestrzennych. W pracy przedstawiono wyniki badań z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej oraz pomiarów przy użyciu spektroskopii Ramana.
 
Abstract
This paper presents the results of a study to determine the packing of low-dimensional structures in the form of quantum dots (QDs) for mesoporous substrates. The use of quantum dots in photovoltaics allows for improved conversion efficiency and broadening of the absorption spectrum. The technological challenge is both the deposition process of the QDs and finding a suitable method to determine key parameters including the degree of packing, homogeneity of QDs distribution or their spatial parameters. In this paper, results from scanning electron microscopy and measurements using Raman spectroscopy are presented.
 
 

Julia Sadlik, Joanna Szechyńska, Oliwia Grzywacz, Dagmara Słota, Karina Piętak, Wioletta Florkiewicz
Recent advances of gold nanoparticles as biomaterial in dentistry and medicine
Ostatnie doniesienia na temat nanocząstek złota jako biomateriału w stomatologii i medycynie

DOI  10.15199/28.2022.3.2

Streszczenie
W ostatnich latach nanotechnologia znacząco rozwinęła się jako dziedzina nauki badająca obiekty o rozmiarach nanometrycznych. Każdego roku pojawia się coraz więcej doniesień i kolejnych koncepcji wykorzystujących różne rodzaje nanomateriałów, głównie w dziedzinie biomedycyny. W tym kontekście szczególnie interesujące są nanocząstki złota cieszące się rosnącym zainteresowaniem naukowców przede wszystkim ze względu na swoje unikalne właściwości optyczne i chemiczne. W przeglądzie skupiono się na ostatnich doniesieniach dotyczących wykorzystania nanocząstek złota, na omówieniu metod ich syntezy oraz właściwościach.
 
Abstract
In recent years, nanotechnology has significantly developed as a scientific field that studies nanometer-sized objects. Every year an increasing number of reports and new concepts using different types of nanomaterials appear, mainly in the biomedical field. In this context, gold nanoparticles are of particular interest; they are of growing interest to researchers mostly due to their unique optical as well as chemical properties. The following review focuses on recent reports on the use of gold nanoparticles, furthermore discussing the synthesis methods and their properties.
 
 

Mateusz Gruca, Mateusz Jamroży, Magdalena Głąb
Chitosan-based polymer carriers with antibacterial and antiseptic properties
Polimerowe nośniki na bazie chitozanu o właściwościach antybakteryjnych i antyseptycznych

 DOI  10.15199/28.2022.3.3

 
 
Streszczenie
Tradycyjne systemy dostarczania substancji aktywnej wiążą się z ograniczeniem terapeutycznego działania leku. Spowodowane jest to m.in. dystrybucją danej substancji w całym organizmie oraz szybkim jej uwolnieniem skutkującym krótkotrwałym działaniem leku. Rozwiązaniem tych problemów jest stosowanie odpowiednich nośników substancji aktywnej. Odpowiednio zaprojektowany nośnik umożliwia dostarczenie substancji aktywnej w sposób kontrolowany. Zapewnia to transport leku do określonego miejsca oraz jego uwolnienie w przedłużonym czasie. W pracy otrzymano nośniki polimerowe na bazie chitozanu i żelatyny modyfikowane zawiesiną nanosrebra oraz ekstraktem roślinnym Hypericum perforatum. Materiały otrzymano w procesie polimeryzacji w polu promieniowania mikrofalowego. Przeprowadzona analiza fizykochemiczna otrzymanych układów potwierdziła ich właściwości sorpcyjne oraz możliwość efektywnego uwolnienia ekstraktu roślinnego w środowisku kwasowym, tj. 2-proc. roztworze kwasu cytrynowego.
Abstract
Traditional drug delivery systems may limit to some extent the therapeutic activity of the active substance. This is due among others to the distribution of the drug through the whole organism as well as its fast release causing the short-term drug action. The solution of these drawbacks is the use of the adequate drug carriers. Appropriately designed carrier allows to deliver the active substance in a controlled manner. This, in turn, provides that the drug is delivered to the desired site in the body, and allows it to be released over an extended period of time. In this work, polymer carriers based on chitosan and gelatin and modified with nanosilver suspension and Hypericum perforatum extract were developed. These materials were obtained via the microwave assisted polymerization. Performed physicochemical analysis of obtained carriers confirmed their sorption properties and the possibility of the effective release of the plant extract from their interior in an acidic environment, i.e. in 2% citric acid solution.
 
 

Karina Rusin-Żurek, Stanisław Kuciel
Composites based on polylactide reinforced with basalt fiber with the addition of antibacterial nanoparticles for biomedical applications
Kompozyty na osnowie polilaktydu wzmacniane włóknem bazaltowym z dodatkiem antybakteryjnych nanocząstek do zastosowań biomedycznych

 DOI  10.15199/28.2022.3.4

 
 
Streszczenie
W pracy oceniono wpływ dodatku włókien bazaltowych oraz antybakteryjnych nanocząstek metali, nanotlenku miedzi (CuO) i nanotlenku cynku (ZnO) na właściwości wytrzymałościowe, a także wpływ degradacji hydrolitycznej na spadek właściwości wytrzymałościowych kompozytów wytworzonych metodą wtryskiwania na osnowie polilaktydu. W celu przeprowadzenia badań wytworzono 9 kompozycji z zawartością 5 i 15% mas. włókien bazaltowych oraz 2-proc. dodatkiem nanocząstek metali. Dodatkowo każdy z kompozytów posiadał 2% dodatku kompatybilizatora – promotora mieszalności. W celu oceny właściwości wytrzymałościowych kompozyty zostały poddane próbom rozciągania, zginania oraz udarności. Przeprowadzono także degradację hydrolityczną w roztworze soli fizjologicznej w temp. 40°C. Wykonano również mikrofotografie SEM na przełomach po rozciąganiu w celu oceny efektów wzmocnienia oraz stopnia homogenizacji. Wyniki badań wykazały, że dodatek włókien bazaltowych zwiększył wytrzymałość na rozciąganie i zginanie, a także zwiększył sztywność kompozycji. W warunkach degradacji hydrolitycznej po 7 tygodniach nastąpił znaczący 30–50-proc. spadek wytrzymałości i sztywności materiałów. Dodatek antybakteryjnych nanocząstek tlenków metali zmniejszył właściwości wytrzymałościowe. Na zdjęciach z mikroskopii elektronowej po rozciąganiu kompozytów z dodatkiem nanocząstek tlenku cynku zaobserwowano przełomy kruche z obszarami silnie rozwiniętymi. Na zdjęciach SEM kompozytów z dodatkiem nanotlenku miedzi wyraźniej obserwowane były powierzchnie ugrupowań krystalicznych z włóknami bazaltowymi w osnowie. Wytworzone kompozyty z włóknem bazaltowym i antybakteryjnymi nanocząstkami metali mogą poprawić właściwości użytkowe wtryskiwanych elementów do zastosowań biomedycznych.
Abstract
The study assessed the effect of the addition of basalt fibers and antibacterial metal nanoparticles, copper nanoxide (CuO) and zinc nanoxide (ZnO), on the strength properties and influence of hydrolytic degradation on the decrease strength properties of composites produced by injection molding based on a polylactide (PLA). In order to carry out the research, 9 compositions were prepared with the 5 and 15% by mass basalt fibers (BF) content and 2% addition of metal nanoparticles. Additionally, each of the composites had a 2% addition of a compatibilizer – a miscibility promoter. In order to assess the strength properties, the composites were subjected to a tensile, bending and impact tests. Hydrolytic degradation was performered in physiological saline solution at 40°C. SEM micrographs of samples breakthroughs were taken to assess the effects of enhancement and the homogenization. The test results showed that the addition of BF increased the tensile and bending strength, and also increased the stiffness of the composition. After 7 weeks of hydrolytic degradation there was a significant 30–50% decrease in the strength and stiffness of the materials. The addition of antimicrobial metal oxide nanoparticles decreases the strength properties. In the SEM photos after tensile tests the composites with the addition of ZnO nanoparticles, it could be observed cleavage fractures with areas of strong developed. The SEM photos of composites with the addition of CuO show more clearly the surfaces crystalline groups with BF in the matrix. The produced composites with BF and antibacterial metal nanoparticles can improve the functional properties of the injected elements for biomedical applications.
 

Artur Siwek, Łukasz Malinowski, Dariusz Bednarowski, Julita Król, Tomasz Nowak
Prediction of long-term performance of thermoplastic composites, based on accelerated aging test results
Prognozowanie długookresowych właściwości kompozytów termoplastycznych poddanych przyspieszonemu testowi starzenia

 DOI  10.15199/28.2022.3.5

 
 
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki przyspieszonych testów starzenia dwóch rodzajów poli(tereftalanu butylenu) (PBT). Proces degradacji właściwości mechanicznych monitorowano za pomocą 3-punktowego testu zginania, popartego wynikami pomiarów chromatografii żelowej (GPC). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że PBT odporny na hydrolizę (HR) starzeje się ok. 3 razy wolniej w porównaniu ze standardową wersją. Aby przewidzieć długoterminowe zachowanie badanych materiałów, zastosowano koncepcję superpozycji czasowo-temperaturowej. Wyprowadzono odpowiednie czynniki przesunięcia opisujące degradację właściwości materiału w funkcji czasu. Stwierdzono, że wzrost temperatury o 10°C i wzrost wilgotności względnej (RH) o 10% zmniejszają przewidywany czas życia materiału o odpowiednio 2,5 i 1,3.

Abstract
In this paper the results of accelerated aging tests of two grades of polybutylene terephthalate (PBT) are presented. The degradation process of the mechanical properties was monitored with the help of 3-point bending test, supported with the results of gel permeation chromatography (GPC) measurements. Based on performed experiments, it can be concluded that the hydrolysis resistant (HR) PBT ages approximately 3 times slower as compared to standard grade. To predict the long-term behaviour of studied materials, the time-temperature superposition concept was applied. The respective shift factors, describing degradation of material properties as a function of time, were derived. It was found that the temperature increases by 10°C and relative humidity (RH) increase by 10% decrease the expected material life time by a factor of 2.5 and 1.3, respectively.
 

CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych

Streszczenie
Bond properties of magnesium phosphate cement-based engineered cementitious composite with ordinary concrete H. Chang, H. Feng, Z. Guo, A. Guo, Y. Wang Materials 2022, 15, nr 14, 4851, https://doi.org/10.3390/ma15144851 A magnesium phosphate cement-based engineered cementitious composite (MPC-ECC) was developed using polyvinyl alcohol (PVA) fibers and fly ash. In this study, the bond behavior of MPC-ECC with ordinary concrete was evaluated through single and double shear bond strength tests. The effects of the water to solid mass ratio (W/S), the sand to binder mass ratio (S/B), the molar ratio of MgO to KH2PO4 (M/P), the fly ash content (F), the borax dosage (B), the volume fraction of PVA fibers (Vf), and curing age on the bond behavior of MPC-ECC with ordinary concrete were examined. The results showed that as the W/S increased, the single and double shear bond strengths were gradually reduced. As the S/B increased, the double shear bond strength increased; the single shear bond strength first decreased up to an S/B of 0.1 and then increased. With the increase of M/P, the single and double shear bond strengths increased.

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 10–13 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 435134; B29B 9/00 RECYKL ORGANIZACJA ODZYSKU SPÓŁKA AKCYJNA, Śrem Ćwir M.C., Zaprzalski P., Wojtkowski D. Sposób wytwarzania granulatów gumowych o podwyższonej czystości Przedmiotem zgłoszenia przedstawionym na rysunku jest sposób wytwarzania granulatów gumowych o podwyższonej czystości, realizowany w kolejnych krokach mechanicznego przetwarzania zużytych opon: przygotowania wsadu, strzępienia opon, separacji wtrąceń, rozdrabniania zasadniczego, granulacji gumy oraz separacji kordu stalowego i tekstylnego, w którym na etapie separacji wtrąceń na wibrorynnie obserwuje się skuteczną wartość prędkości drgań wibrorynny i w przypadku gdy skuteczna wartość prędkości drgań przekroczy 6 mm/s w czasie nie krótszym niż 4s, układ strzępienia i wibrorynna zostają zatrzymane w celu usunięcia z wibrorynny zanieczyszczeń. (5 zastrzeżeń)
 

 

 

 

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2/2022

 Full text (pdf)

 

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
Chalkogenki metali przejściowych lepsze niż grafen? Zespół naukowców z Katedry Fizyki Doświadczalnej Politechniki Wrocławskiej odkrył unikalne właściwości chalkogenków metali przejściowych. Dr hab. inż. Joanna Jadczak, dr inż. Joanna Kutrowska-Girzycka i dr hab. inż. Leszek Bryja wspólnie z naukowcami z Niemiec, Rosji, Japonii i Tajwanu prowadzili badania, które dotyczyły nowych materiałów półprzewodnikowych, tzw. atomowo cienkich, czyli takich, które dają się łatwo rozdzielać na warstwy o różnej grubości. Tematyka ta stała się obiektem szczególnie intensywnych badań po otrzymaniu pojedynczej dwuwymiarowej warstwy węgla, tzw. grafenu, i odkryciu jego bardzo unikalnych własności. – Badane przez nas monowarstwy chalkogenków metali przejściowych są podobnie jak grafen atomowo cienkie, ale w przeciwieństwie do grafenu, który jest półmetalem, są półprzewodnikami. A to daje możliwości większych zastosowań w budowie urządzeń elektronicznych nowej generacji – mówi Joanna Jadczak z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.
  

Mateusz Jamroży, Magdalena Głąb
Synthesis and characterization of hydrogel materials modified with Calendula officinalis extract intended for skin burns treatment
Synteza i charakterystyka materiałów hydrożelowych modyfikowanych ekstraktem Calendula officinalis przeznaczonych do leczenia oparzeń skóry
DOI  10.15199/28.2022.2.1

Streszczenie
Materiały hydrożelowe stanowią grupę polimerów o dużym potencjale aplikacyjnym, a jedną z ich unikatowych właściwości jest zdolność odwracalnego pochłaniania różnorodnych płynów. Ponadto materiały te można w łatwy sposób modyfikować z wykorzystaniem substancji pochodzenia naturalnego bądź syntetycznego. W pracy opisano badania, podczas których opracowano hydrożele chitozanowe zawierające dodatek w postaci ekstraktu z nagietka (Calendula officinalis). Następnie scharakteryzowano strukturę otrzymanych materiałów za pomocą spektroskopii FT-IR, zweryfikowano ich zdolności sorpcyjne w symulowanych płynach fizjologicznych oraz ich zachowanie w środowisku tych płynów, przy czym skupiono się przede wszystkim na ocenie wpływu wprowadzonego ekstraktu na właściwości fizykochemiczne hydrożeli. Dowiedziono, że opracowane materiały charakteryzują się zdolnością do pęcznienia w badanych płynach, a także że są względem nich biokompatybilne. Wykazano tym samym, że badane hydrożele mają potencjał do zastosowań biomedycznych, zwłaszcza jako innowacyjne opatrunki wzbogacone ekstraktem o właściwościach terapeutycznych oraz chłonące wysięk z rany.
Abstract
Hydrogel materials constitute a group of polymers with a great application potential while one of their unique properties is a capability of reversible sorption of various liquids. Moreover, these materials may be easily modified with the use of substances of natural or synthetic origin. In this work, chitosan-based hydrogels containing Calendula officinalis extract have been developed. Next, their structure has been characterized via FT-IR spectroscopy. Additionally, their sorption properties as well as the behavior in simulated physiological liquids has been verified while the main focus was on determining the impact of introduced extract on physicochemical properties of the hydrogels. It was demonstrated that developed materials were characterized by the swelling properties in tested media, and were biocompatible towards them. Thus, it was proved that the hydrogels showed a potential for application for biomedical purposes, in particular as innovative dressing materials enhanced with extract with therapeutical properties and with an ability to absorb wound exudate.
  

Katarzyna Grąz, Anna Gronba-Chyła, Paweł Kwaśnicki
Utilization of stabilizer after mechanical-biological processing for production of new material in accordance with the concept of circular economy
Wykorzystanie stabilizatu po mechaniczno-biologicznej przeróbce do produkcji nowego materiału zgodnie z koncepcją circular economy

DOI  10.15199/28.2022.2.2

Streszczenie
Gospodarka odpadami jest obecnie zarówno jedną z dziedzin gospodarki, jak i gałęzi przemysłu. Komisja Europejska 16 stycznia 2018 r. opublikowała europejską strategię na rzecz tworzyw sztucznych w gospodarce o obiegu zamkniętym, która kładzie ogromny nacisk na sposób projektowania produktów z tworzyw sztucznych, ich produkowanie, wykorzystywanie oraz poddawanie recyklingowi. Celem pracy jest prezentacja wyników badań kompostów pochodzących z odpadów komunalnych, tzw. stabilizatu, pod kątem identyfikacji w nich mikroplastików oraz składu tlenkowego. Badania składu tlenkowego wykazały, że nadaje się on do produkcji kruszyw lekkich. Następnie podjęto próbę opracowania składu mieszanek utworzonych ze stabilizatów, gliny, odpadów poflotacyjnych i szkła w celu opracowania nowego materiału, a tym samym powtórnego wykorzystania odpadu.
Abstract
Waste management is now both a business and an industry. The European Commission on January 16, 2018 published the European Strategy for Plastics in a Closed Economy, which places great emphasis on how plastic products are designed, manufactured, used and recycled. The aim of this work is to present the results of testing composts derived from municipal waste so-called stabilizer for the identification of micro plastics in them and oxide composition, which showed that it is suitable for the production of lightweight aggregates. An attempt was then made to develop the composition of mixtures formed from stabilizate, clay, tailings and glass in order to develop a new material and thus reuse the waste.

  

Krzysztof Ochałek, Tomasz Kosztyła, Tomasz Żygłowicz
Active thermovision of carbon-aramid laminates during a static tensile test
Termowizja aktywna laminatów węglowo-aramidowych podczas próby statycznego rozciągania

DOI  10.15199/28.2022.2.3

Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych kompozytów węglowo-aramidowych o osnowie żywicy epoksydowej. Badaniom poddano laminaty trójwarstwowe, w których włókna tkaniny warstwy środkowej ułożono pod kątem 0° oraz 45° do warstw zewnętrznych. Podczas próby wytrzymałościowej, w celu obserwacji mechaniki postawania uszkodzeń, rejestrowano temperaturę powierzchni za pomocą szybkiej kamery termowizyjnej. Wiedza na temat przebiegu mechanizmu pękania kompozytów węglowo-aramidowych podczas statycznego badania na rozciąganie stanowi niezwykle istotny element walidacji wykonanych próbek. Zróżnicowanie geometryczne i materiałowe powodują występowanie lokalnych spiętrzeń odkształceń i naprężeń. Efektem tego może być zmniejszenie całkowitej wytrzymałości na rozciąganie badanych kompozytów. Znajomość przebiegu procesu pękania oraz porównanie go do teoretycznych założeń pozwala ocenić strukturę materiału kompozytowego pod względem poprawności ich wykonania.
 
Abstract
The work presents the results of strength tests of carbon-aramid composites in the matrix of epoxy resin. Three-layer laminates were tested, in which the fibers of the middle layer were arranged at an angle of 00 and 450. Strength tests in order to observe the mechanics of the occurrence of damage were recorded with a high-speed thermal imaging camera. Knowledge about the course of the cracking mechanism of carbon-aramid composites during static tensile testing is an extremely important element in the validation of the samples made. Geometric and material diversification causes the occurrence of local strains and stresses. The effect of this may be a reduction in the total tensile strength of the tested composites. The knowledge of the fracture process and its comparison with the theoretical assumptions allows to evaluate the structure of the composite material in terms of its correctness.
 
Streszczenie
Electrochemical corrosion behavior of MIG-welded 7N01-T4 aluminum alloy by ER5356 and ER5087 welding wires P. Wei, M. Wu, D. Liu, Z. Zhao, Y. Liang, Z. Dong Materials 2022, 15, nr 10, 3737, https://doi.org/10.3390/ma15103737 7N01-T4 aluminum alloy plates were welded by the metal inert gas (MIG) welding method, with ER5087 and ER5356 welding wires, respectively. The electrochemical corrosion behavior of the weld zones in the two kinds of welded joints using 3.5 wt. % and 5 wt. % NaCl solutions were investigated by polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscope (SEM), and laser confocal scanning microscope (LCSM). The results indicated the better corrosion resistance of the weld zone in the ER5356 welded joint than that in the ER5087 welded joint, which was related to the different contents of Mn and Zn elements and the distribution of precipitates for the weld zones in the two kinds of welded joints. Based on the LSCM of the weld zones, the maximum depth (dmax) of corrosion pits for the weld zone in the ER5356 welded joint was lower than that in the ER5087 welded joint when immersed in the same NaCl concentrations.
 
 

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 6–9 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 434871 UCZELNIA PAŃSTWOWA IM. SZYMONA SZYMONOWICA W ZAMOŚCIU, Zamość Bartnicki J., Bednarz M. Sposób wytwarzania filamentów o dedykowanych własnościach dla drukarek 3D Rozwiązanie pozwala na uzyskanie optymalnych parametrów odnośnie homogeniczności, właściwości fizykochemicznych i połączenia mączki drzewnej jako wypełniacza do łączenia z tworzywami polimerowymi w postaci ABS i PLA, gwarantujących równomierne rozłożenie wypełniacza na powierzchni przetwarzanego tworzywa. Materiał otrzymany może być dodatkowo stosowany we wszelkiego typu przekładkach tłumiących drgania konstrukcji stalowych i pozwala na bardziej stabilny montaż konstrukcji. Sposób wytwarzania filamentów o dedykowanych własnościach dla drukarek 3D charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie do układu zasypowego agregatu wytłaczarskiego wprowadza się do procesu mieszania granulat terpolimeru akrylonitrylo-butadieno-styrenowego oraz wypełniacz stanowiący mączkę drzewną o wielkości ziarna 100–250 μm, najkorzystniej 200 μm, w ilości 2,0–4,5%, najkorzystniej 2,5%, a następnie w drugim etapie bezpośrednio przed układem tłoczącym wprowadza się drugą porcję tego wypełniacza w takiej samej ilości. (3 zastrzeżenia)
 

 


  

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 1/2022

 Full text (pdf)

 

MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie

Streszczenie
Stopy magnezu ze srebrem i ich interakcje z wodorem Doktorantka Magda Pęska z Wydziału Nowych Technologii i Chemii Wojskowej Akademii Technicznej wytworzyła nietypowe materiały funkcjonalne. Chodzi o stopy magnezu ze srebrem, które naukowczyni otrzymała w wyniku mechanicznej syntezy i przebadała pod kątem interakcji z wodorem. Materiały na bazie magnezu w sposób odwracalny pochłaniają wodór, pozwalając w ten sposób na jego niskociśnieniowe i bezpieczne magazynowanie. W perspektywie gospodarki przyszłości opartej na odnawialnych źródłach energii, wodór może stać się głównym jej nośnikiem, a znajomość mechanizmów oddziaływania wodoru z różnymi materiałami konstrukcyjnymi i funkcjonalnymi będzie mieć kluczowe znaczenie przy wdrażaniu technologii przyszłości.
  

KONFERENCJA
Konferencja online Click-Watch-Talk 3.0 dla branży materiałów kompozytowych

Streszczenie
W dniach 18–19 listopada 2021 r. już po raz trzeci odbyła się konferencja online dla branży materiałów kompozytowych w Polsce, zorganizowana przez Targi w Krakowie, Polski Klaster Technologii Kompozytowych i Politechnikę Warszawską pod patronatem Komitetu Inżynierii Materiałowej i Metalurgii PAN oraz Polskiego Towarzystwa Materiałów Kompozytowych. Konferencja obejmowała cztery bloki: biokompozyty do zastosowań w technice, kompozyty w budownictwie, metody badań i certyfikacji kompozytów oraz infuzja jako metoda wytwarzania kompozytów wielkogabarytowych. Opiekunem bloku „Biokompozyty do zastosowań w technice” był prof. dr hab. inż. Andrzej Błędzki z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, członek Sekcji Materiałów Niemetalowych w Komitecie Inżynierii Materiałowej i Metalurgii PAN, a także członek Rady Polskiego Klastra Technologii Kompozytowych, który wygłosił wykład wprowadzający nt. biokompozytów z surowców odnawialnych. Przedstawił w nim krótką historię biokompozytów, w szczególności ich zastosowanie w motoryzacji, omówił surowce wykorzystywane obecnie do ich wytwarzania, np. biokompozyty WPC (wood-polymer composites), procesy produkcji biokompozytów (prasowanie, wytłaczanie) oraz perspektywy ich rozwoju.
  

Mateusz Okrzesik, Artur Piątek, Anna Drabczyk
Preparation, application and modification of magnetic nanoparticles
Otrzymywanie, zastosowanie oraz modyfikacje nanocząstek magnetycznych

DOI  10.15199/28.2022.1.1

Streszczenie
Przedstawiono informacje na temat wytwarzania, modyfikacji oraz zastosowania nanocząstek magnetycznych (MnPS). Nanocząstki (nP) ze względu na duży stosunek objętości do powierzchni oraz małe wymiary wykazują odmienne właściwości w porównaniu z innymi materiałami o rozmiarach większych, np. mikrometrycznych. W pracy przedstawiono kilka metod wytwarzania MnPS, takich jak metoda współstrącania, metoda odwróconych miceli, metoda wykorzystująca ekstrakt z wodorostu Kappaphycus alvarezii czy metoda wykorzystująca bakterie magnetotaktyczne do produkcji nanocząstek magnetycznych. W rozdziale opisującym metody modyfikacji tychże struktur zawarto informacje na temat pokrywania nanocząstek kwasem oleinowym oraz o metodzie Langmuira i Blodgetta umożliwiającej formowanie filmów i nanocząstek na podłożach fazy stałej. Nanocząstki magnetyczne znajdują szerokie zastosowanie w nauce, ale szczególną rolę odgrywają w medycynie, gdzie dzięki unikalnym właściwościom magnetycznym możliwe jest ich wykorzystanie do kontrastowania w obrazowaniu za pomocą rezonansu magnetycznego, leczenia hipertermią magnetyczną, naprawy tkanek czy dostarczania leków w sposób kontrolowany do określonego miejsca w organizmie.
Abstract
The presented publication provides information on the fabrication, modification and application of magnetic nanoparticles. Nanoparticles, due to their large volume to surface area ratio and small size, exhibit different properties compared to other materials with larger sizes such as micrometers. In our work, we have presented several methods to produce magnetic nanoparticles (MnPS) such as co-precipitation method, inverted micelle method, method using Kappaphycus alvarezii seaweed extract or method using magnetotactic bacteria to produce magnetic nanoparticles. In the chapter describing methods for modifying these structures, we include information on coating nanoparticles with oleic acid and on the Langmuir-Blodgett method for forming films and nanoparticles on solid phase substrates. Magnetic nanoparticles are widely used in science, however, they play a special role in medicine, where due to their unique magnetic properties it is possible to use them for contrast in magnetic resonance imaging, magnetic hyperthermia treatment, tissue repair or drug delivery in a controlled manner to a specific location in the body.

  

Mateusz Myśliwiec, Magdalena Głąb
Application of hydrogel materials in 21st century medicine
Zastosowanie materiałów hydrożelowych w medycynie XXI wieku

DOI  10.15199/28.2022.1.2

Streszczenie
Dwudziesty pierwszy wiek jest bardzo perspektywiczny, jeśli chodzi o szeroko pojęty rozwój nauki, technologii oraz przemysłu. Pozwoliło to na wzmocnienie już istniejących technologii, jak również utworzenie i zastosowanie nowych innowacji, jakimi są materiały polimerowe w medycynie. W artykule krótko przedstawiono zastosowanie w medycynie materiałów polimerowych, szczególnie hydrożeli. Praca jest przeglądem literatury traktującym o wykorzystaniu hydrożeli, ich możliwości oraz sposobach ich wdrożenia w szeroki dział medycyny, tj. ortopedii, chirurgii, okulistyki, oraz mających zastosowanie jako nośnik leków czy opatrunków. Omówiono wprowadzone już technologie, procesy syntezy oraz dalsze perspektywy rozwoju danych zastosowań.
 
Abstract
Twenty first century is very promising in terms of broad scientific, technological and industrial development. This has allowed the strengthening of already existing technologies as well as the creation and application of new innovations, such as polymeric materials in medicine. The paper will briefly present the application of the previously mentioned polymeric materials, especially in the form of hydrogel in the present century, in medicine. Also, the paper will be a review of the literature treating the use of hydrogels, their possibilities and ways of implementation in a wide field of medicine: orthopaedics, surgery, ophthalmology, as carriers of drugs or dressings. The already introduced technologies or processes and what are the further perspectives of the development of given applications are discussed.
 
 

Marek Hryniewicz, Kinga Borek, Kamila Mazur, Anita Konieczna, Jan Motyka, Mateusz Rutkowski, Tomasz Rutkowski, Mariusz Nazaruk, Błażej Koperski, Wiktor Koperski, Mariusz Ludwiniak
The use of hemp shiv as a replacement for the aggregate mixture in concrete mix for the production of precast concrete elements
Wykorzystanie paździerza konopnego jako zamiennika mieszanki kruszywowej w mieszance betonowej do produkcji prefabrykatów betonowych

DOI  10.15199/28.2022.1.3

Streszczenie
W celu zmniejszania emisji gazów szklarniowych prowadzone są różne działania mające na celu ograniczenie tego zjawiska, m.in. prace nad nowymi materiałami. W artykule zostały opisane próby laboratoryjne polegające na przygotowaniu różnych mieszanek betonowych z dodatkiem paździerza konopnego, które zostały uformowane do postaci kostek, a następnie wysezonowane i przetestowane pod względem wytrzymałości. Na ich postawie została zweryfikowana wytrzymałość próbek betonowych w zależności od ilości dodanego paździerza konopnego. Największą wytrzymałość miały próbki zawierające paździerz w ilości 20–40%. Ogólna ocena prób wskazuje, że paździerz konopny może stanowić dobry i ekologiczny zamiennik surowcowy w prefabrykatach betonowych.
 
Abstract
Various measures are being introduced to reduce greenhouse gas emissions. Among others, reducing emissions by working on new materials. The paper describes laboratory tests involving the preparation of various concrete mixtures with the addition of hemp shive, which were formed into cubes and then seasoned and tested for strength. On this basis, the strength of concrete samples was verified depending on the amount of hemp shive added. The samples containing 20–40% hemp shive had the highest strength. The overall evaluation of the samples indicates that hemp shive may be a good and ecological raw material substitute in precast concrete products.
 

CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych

Streszczenie
Performance comparison of CdTe:Na, CdTe:As, and CdTe:P single crystals for solar cell applications S. Kim, D. Kim, J. Hong, A. Elmughrabi, A. Melis, J.-Y. Yeom, Ch. Park, S. Cho Materials 2022, 15, nr 4, 1408, https://doi.org/10.3390/ma15041408 The authors compared thermal stability, open-circuit voltage, short-circuit current, and fill factor values of single-crystal cadmium telluride (CdTe) grown using the vertical Bridgman (VB) technique and doped with group V elements (phosphorus and arsenic), and group I element (sodium), followed by an annealing process. The sodium-doped CdTe maintained a hole density of 1016 cm-3 or higher; after annealing for a long time, this decreased to 1015 cm-3 or less. The arsenic-doped CdTe maintained a hole density of approximately 1016 cm-3 even after the annealing process; however, its bulk minority carrier lifetime decreased by approximately 10%. The phosphorus-doped CdTe maintained its properties after the annealing process, ultimately achieving a hole density of ~1016 cm-3 and a minority carrier lifetime of ~40 ns. The characteristics of a single-crystal solar cell were evaluated using a solar cell device that contained single-crystal CdTe with various dopants. The sodium-doped sample exhibited poor interfacial properties, and its performance decreased rapidly during annealing.
 
 

ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 38–39 z 2021 r. oraz 1–5 z 2022 r

Streszczenie
Zgł. nr 434312 CENTRUM PROJEKTOWO-BADAWCZO-PRODUKCYJNE INŻYNIERII MEDYCZNEJ I STOMATOLOGICZNEJ ASKLEPIOS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gliwice Dobrzański L., Dobrzański L., Dobrzańska J., Achtelik-Franczak A. Wysokorozwinięty powierzchniowo implant stomatologiczny Przedmiotem zgłoszenia jest wysokorozwinięty powierzchniowo implant stomatologiczny jednoczęściowy o wysoce rozwiniętej powierzchni kontaktu z kością, wytworzony z materiałów metalowych, polimerowych, ceramicznych i kompozytowych, w tym tytanu, kobaltu i magnezu, oraz ich stopów, opracowany na podstawie danych z użyciem metod obrazowania medycznego, w tym komputerowej tomografii wiązki stożkowej CBCT (cone-beam computed tomography) oraz komputerowo wspomaganych metod wytwarzania przyrostowego, do uzupełniania ubytków zębowych, charakteryzujący się tym, że ma monowarstwową, wielowarstwową lub gradientową mikrostrukturę powierzchniową o grubości 0–3 mm, korzystnie nie więcej niż 10 μm bez warstw biologicznych, składa się z połączonych ze sobą nierozłącznie i w sposób niemożliwy do zdemontowa-nia części śródkostnej (1), śróddziąsłowej (2) zawierającej krążek bakteriostatyczny z kołnierzem przylegającym do części śródkostnej (1) do zapobiegania fizycznemu przeniknięciu bakterii do strefy śródkostnej (1) w szczelinie powierzchnią części śróddziąsłowej i śluzówką ze stopniem protetycznym przebiegającym na długości do 2 mm poniżej linii dziąsła i części naddziąsłowej zwanej łącznikiem (3), w osi której znajduje się otwór z gwintem wewnętrznym i/lub żeński wewnętrzny stożek typu Morse’a do łączenia z koroną lub mostem protetycznym, umieszczony pod kątem λ 0–90°, ko- rzystnie 0–60°, względem osi części śródkostnej