INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 6/2022
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.
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
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.
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
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.
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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
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
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 4-5/2021
LUDZIE NAUKI I BIZNESU
Ciekawość to najważniejszy klucz do sukcesu. Rozmowa z dr. Timothy Douglasem z Lancaster University o zamiłowaniu do zgłębiania wiedzy i trudnościach badacza w czasie pandemii
Streszczenie
MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie
Streszczenie
Dr inż. Witold Chromiński laureatem konkursu SONATA MADE IN POLAND INŻYNIERIA MATERIAŁOWA • MATERIALS ENGINEERING 4-5/2021 Rewolucyjne szkło z nanokompozytową powłoką antybakteryjną W Instytucie Nauk Fizycznych Uniwersytetu Rzeszowskiego opracowano projekt nanokompozytowej powłoki antybakteryjnej na szkle. Rozwiązanie to pozwoli zwiększyć bezpieczeństwo oraz odporność mechaniczną powłoki w różnego rodzaju urządzeniach. Innowacyjność powłoce zapewnia unikalny skład fazowy i nanokrystaliczna struktura, a jej działanie będzie aktywowane światłem widzialnym. Przeźroczysta powłoka będzie trwała, bezpieczna, a na dodatek nie będzie się zużywać. Zastosowanie powłoki na powszechnie używane wyświetlacze znacząco przyczyni się do polepszenia jakości życia w skali światowej przez redukcję bakterii. – Pomysł na opracowanie i wytworzenie powłoki antybakteryjnej zrodził się wcześniej i miał na celu ochronę przed bakteriami, zwłaszcza opornymi na antybiotyki. Pandemia wymogła opracowanie powłok do aplikacji na elementy codziennego użytku, jak wyświetlacze dotykowe, na których znajduje się najwięcej bakterii. Badania prowadzone poza projektem pozwalają sądzić, że powłoki wykazują również działanie antywirusowe, co znacząco zwiększa potencjał komercjalizacyjny – powiedział lider projektu dr hab. Andrzej Dziedzic, prof. Uniwersytetu Rzeszowskiego. Projekt nanokompozytowej powłoki antybakteryjnej na szkle finansowany jest w ramach drugiego konkursu grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji.
KONFERENCJA
Konferencja online Click-Watch-Talk 2.0 dla branży materiałów kompozytowych
Streszczenie
Dzięki współpracy Targów w Krakowie Sp. z o.o., Polskiego Klastra Technologii Kompozytowych, Politechniki Warszawskiej oraz pod patronatem Komitetu Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Polskiej Akademii Nauk w dn. 24–25 marca 2021 r. odbyła się już po raz drugi konferencja online Click-Watch-Talk 2.0, w której wzięli udział specjaliści z branży materiałów kompozytowych. Uczestniczyło w niej live 20 prelegentów z Polski i Niemiec oraz 634 specjalistów głównie z Polski (ponad 90%), ale także z Niemiec, Wlk. Brytanii, Holandii, Kanady, Austrii i USA. Referaty wygłoszone w trakcie 2 dni konferencji (9 h) zgrupowane zostały w 6 blokach tematycznych.
Dagmara Słota, Magdalena Głąb
Bioprinting using alginate-based bioinks
Biodrukowanie z wykorzystaniem biotuszy na bazie alginianów
DOI 10.15199/28.2021.4-5.1
Streszczenie
W ostatnich latach nastąpił znaczny rozwój techniki biodrukowania 3D, będącej jednym z rozwiązań współczesnej inżynierii materiałowej. Biodrukowane struktury trójwymiarowe doskonale odwzorowują naturalne warunki panujące w organizmie. Szczególną rolę przypisuje się regeneracji tkanek i narządów w wykorzystaniem biotuszy zawierających żywe komórki. Jednym z głównych składników biotuszów są alginiany – polisacharydy charakteryzujące się biokompatybilnością oraz możliwością tworzenia struktury hydrożelowej. W pracy zaprezentowano najnowsze doniesienia literaturowe dotyczące alginianów stosowanych jako biotusze do odbudowy tkanki kostnej i chrzęstnej. Ponadto omówiono pokrótce właściwości tych polimerów oraz typy biodruku, takie jak biodruk ekstruzyjny, kropelkowy (inkjet) czy też wspomagany laserem.
Abstract
In recent years, there has been a significant development of 3D bioprinting technique, which is one of the solutions of current materials engineering. Bioprinted three-dimensional structures perfectly replicate the natural conditions in the body. A special role is attributed to the regeneration of tissues and organs using bioinks containing living cells. One of the main components of bioinks are alginates – polysaccharides characterized by biocompatibility and ability to form a hydrogel structure. This review presents recent literature reports on alginates used as bioinks for bone and cartilage reconstruction. Moreover, the properties of these polymers and types of bioprinting such as extrusion, droplet (inkjet) or laser-assisted bioprinting are briefly discussed.
Jan Barwicki, Kamil Roman, Kinga Borek, Kamila Mazur, Witold J. Wardal, Marek Kierończyk
Some experimental studies concerning mixing of loose and liquid agricultural materials
Wybrane badania eksperymentalne dotyczące mieszania materiałów rolniczych sypkich i płynnych
DOI 10.15199/28.2021.4-5.2
Streszczenie
W pracy przedstawiono wybrane badania eksperymentalne dotyczące procesu mieszania sypkich i płynnych produktów rolniczych. Badania dotyczą takich aspektów pracy, jak: teoria procesu mieszania, trajektoria ruchu cząsteczek biorących udział w procesie mieszania, siły działające na elementy konstrukcyjne mieszadeł, rodzaje przepływu masowego mieszanych składników, metoda oceny stopnia wymieszania składników i zapotrzebowania na energię podczas mieszania z wykorzystaniem różnych rozwiązań konstrukcyjnych mieszadeł.
Abstract
In the study some experimental research concerning mixing process loose and liquid agricultural products were presented. The research is concerned the following aspects of the study: the theory of the mixing process, the trajectory of movement of the molecules involved in the mixing process, the forces affecting the structural elements of the mixers, the types of mass flow of mixed components, the method of assessing the degree of mixing of the components and the energy demand during mixing with the use of various design solutions of the mixers.
Wioletta Florkiewicz, Dagmara Słota, Agnieszka Makara, Bożena Tyliszczak
In vitro investigation on calcium sulfate gypsum/hydroxyapatite composites
Badania in vitro kompozytów gipsowo-hydroksyapatytowych
DOI 10.15199/28.2021.4-5.3
Streszczenie
W pracy przedstawiono charakterystykę materiałów na bazie gipsu modyfikowanych hydroksyapatytem pochodzenia naturalnego. Hydroksyapatyt uzyskano w trzyetapowym procesie obejmującym hydrolizę, prekalcynację i kalcynację kości. Otrzymane materiały scharakteryzowano metodą dyfraktometrii rentgenowskiej i spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera. Dodatkowo zbadano mikrostrukturę i skład chemiczny wytworzonych materiałów kompozytowych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w rentgenowski spektrometr z dyspersją energii. Ponadto zbadano wpływ zawartości hydroksyapatytu w materiałach na ich degradację in vitro w płynach symulujących środowisko organizmu, takich jak sztuczna ślina, roztwór Ringera i symulowany płyn ustrojowy SBF. Porównanie degradacji kompozytów wykazało, że stabilność in vitro jest zależna od zawartości hydroksyapatytu. Analiza zmiany masy próbek w czasie inkubacji wskazała, że dodatek hydroksyapatytu powoduje zwiększoną degradację przygotowanych materiałów kompozytowych. Ponadto obrazowanie próbek potwierdziło powstawanie drobnokrystalicznego apatytu na powierzchni materiałów podczas inkubacji w płynach symulujących środowisko organizmu.
Abstract
The paper is focused on the preparation and characterization of calcium sulfate gypsum-based materials modified with hydroxyapatite of natural origin. To search for new bioactive materials, calcium sulfate gypsum Stodent III Arti was mixed with hydroxyapatite obtained in the three-step preparation process including hydrolysis, pre-calcination, and calcination of bones. Such-obtained material was characterized by X-ray diffractometry and Fouriertransform infrared spectroscopy. Additionally, the microstructure and chemical composition of the prepared composite materials were investigated with a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive spectrometer detector. Moreover, the influence of the hydroxyapatite content in the materials on their in vitro degradation in storage solutions including artificial saliva, Ringer’s solution, and simulated body fluid was examined. A comparison of the degradation of gypsum composites demonstrated that in vitro stability is dependent on hydroxyapatite content. The samples' weight changes indicate hydroxyapatite addition results in increased degradation of prepared composite materials. Moreover, the imaging of the samples confirmed the formation of finely-crystalline apatite precipitate on the surface of the materials during immersion in incubation fluids.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 4-5/2021
LUDZIE NAUKI I BIZNESU
Ciekawość to najważniejszy klucz do sukcesu. Rozmowa z dr. Timothy Douglasem z Lancaster University o zamiłowaniu do zgłębiania wiedzy i trudnościach badacza w czasie pandemii
Streszczenie
MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie
Streszczenie
Dr inż. Witold Chromiński laureatem konkursu SONATA MADE IN POLAND INŻYNIERIA MATERIAŁOWA • MATERIALS ENGINEERING 4-5/2021 Rewolucyjne szkło z nanokompozytową powłoką antybakteryjną W Instytucie Nauk Fizycznych Uniwersytetu Rzeszowskiego opracowano projekt nanokompozytowej powłoki antybakteryjnej na szkle. Rozwiązanie to pozwoli zwiększyć bezpieczeństwo oraz odporność mechaniczną powłoki w różnego rodzaju urządzeniach. Innowacyjność powłoce zapewnia unikalny skład fazowy i nanokrystaliczna struktura, a jej działanie będzie aktywowane światłem widzialnym. Przeźroczysta powłoka będzie trwała, bezpieczna, a na dodatek nie będzie się zużywać. Zastosowanie powłoki na powszechnie używane wyświetlacze znacząco przyczyni się do polepszenia jakości życia w skali światowej przez redukcję bakterii. – Pomysł na opracowanie i wytworzenie powłoki antybakteryjnej zrodził się wcześniej i miał na celu ochronę przed bakteriami, zwłaszcza opornymi na antybiotyki. Pandemia wymogła opracowanie powłok do aplikacji na elementy codziennego użytku, jak wyświetlacze dotykowe, na których znajduje się najwięcej bakterii. Badania prowadzone poza projektem pozwalają sądzić, że powłoki wykazują również działanie antywirusowe, co znacząco zwiększa potencjał komercjalizacyjny – powiedział lider projektu dr hab. Andrzej Dziedzic, prof. Uniwersytetu Rzeszowskiego. Projekt nanokompozytowej powłoki antybakteryjnej na szkle finansowany jest w ramach drugiego konkursu grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji.
KONFERENCJA
Konferencja online Click-Watch-Talk 2.0 dla branży materiałów kompozytowych
Streszczenie
Dzięki współpracy Targów w Krakowie Sp. z o.o., Polskiego Klastra Technologii Kompozytowych, Politechniki Warszawskiej oraz pod patronatem Komitetu Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Polskiej Akademii Nauk w dn. 24–25 marca 2021 r. odbyła się już po raz drugi konferencja online Click-Watch-Talk 2.0, w której wzięli udział specjaliści z branży materiałów kompozytowych. Uczestniczyło w niej live 20 prelegentów z Polski i Niemiec oraz 634 specjalistów głównie z Polski (ponad 90%), ale także z Niemiec, Wlk. Brytanii, Holandii, Kanady, Austrii i USA. Referaty wygłoszone w trakcie 2 dni konferencji (9 h) zgrupowane zostały w 6 blokach tematycznych.
Dagmara Słota, Magdalena Głąb
Bioprinting using alginate-based bioinks
Biodrukowanie z wykorzystaniem biotuszy na bazie alginianów
DOI 10.15199/28.2021.4-5.1
Streszczenie
W ostatnich latach nastąpił znaczny rozwój techniki biodrukowania 3D, będącej jednym z rozwiązań współczesnej inżynierii materiałowej. Biodrukowane struktury trójwymiarowe doskonale odwzorowują naturalne warunki panujące w organizmie. Szczególną rolę przypisuje się regeneracji tkanek i narządów w wykorzystaniem biotuszy zawierających żywe komórki. Jednym z głównych składników biotuszów są alginiany – polisacharydy charakteryzujące się biokompatybilnością oraz możliwością tworzenia struktury hydrożelowej. W pracy zaprezentowano najnowsze doniesienia literaturowe dotyczące alginianów stosowanych jako biotusze do odbudowy tkanki kostnej i chrzęstnej. Ponadto omówiono pokrótce właściwości tych polimerów oraz typy biodruku, takie jak biodruk ekstruzyjny, kropelkowy (inkjet) czy też wspomagany laserem.
Abstract
In recent years, there has been a significant development of 3D bioprinting technique, which is one of the solutions of current materials engineering. Bioprinted three-dimensional structures perfectly replicate the natural conditions in the body. A special role is attributed to the regeneration of tissues and organs using bioinks containing living cells. One of the main components of bioinks are alginates – polysaccharides characterized by biocompatibility and ability to form a hydrogel structure. This review presents recent literature reports on alginates used as bioinks for bone and cartilage reconstruction. Moreover, the properties of these polymers and types of bioprinting such as extrusion, droplet (inkjet) or laser-assisted bioprinting are briefly discussed.
Jan Barwicki, Kamil Roman, Kinga Borek, Kamila Mazur, Witold J. Wardal, Marek Kierończyk
Some experimental studies concerning mixing of loose and liquid agricultural materials
Wybrane badania eksperymentalne dotyczące mieszania materiałów rolniczych sypkich i płynnych
DOI 10.15199/28.2021.4-5.2
Streszczenie
W pracy przedstawiono wybrane badania eksperymentalne dotyczące procesu mieszania sypkich i płynnych produktów rolniczych. Badania dotyczą takich aspektów pracy, jak: teoria procesu mieszania, trajektoria ruchu cząsteczek biorących udział w procesie mieszania, siły działające na elementy konstrukcyjne mieszadeł, rodzaje przepływu masowego mieszanych składników, metoda oceny stopnia wymieszania składników i zapotrzebowania na energię podczas mieszania z wykorzystaniem różnych rozwiązań konstrukcyjnych mieszadeł.
Abstract
In the study some experimental research concerning mixing process loose and liquid agricultural products were presented. The research is concerned the following aspects of the study: the theory of the mixing process, the trajectory of movement of the molecules involved in the mixing process, the forces affecting the structural elements of the mixers, the types of mass flow of mixed components, the method of assessing the degree of mixing of the components and the energy demand during mixing with the use of various design solutions of the mixers.
Wioletta Florkiewicz, Dagmara Słota, Agnieszka Makara, Bożena Tyliszczak
In vitro investigation on calcium sulfate gypsum/hydroxyapatite composites
Badania in vitro kompozytów gipsowo-hydroksyapatytowych
DOI 10.15199/28.2021.4-5.3
Streszczenie
W pracy przedstawiono charakterystykę materiałów na bazie gipsu modyfikowanych hydroksyapatytem pochodzenia naturalnego. Hydroksyapatyt uzyskano w trzyetapowym procesie obejmującym hydrolizę, prekalcynację i kalcynację kości. Otrzymane materiały scharakteryzowano metodą dyfraktometrii rentgenowskiej i spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera. Dodatkowo zbadano mikrostrukturę i skład chemiczny wytworzonych materiałów kompozytowych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w rentgenowski spektrometr z dyspersją energii. Ponadto zbadano wpływ zawartości hydroksyapatytu w materiałach na ich degradację in vitro w płynach symulujących środowisko organizmu, takich jak sztuczna ślina, roztwór Ringera i symulowany płyn ustrojowy SBF. Porównanie degradacji kompozytów wykazało, że stabilność in vitro jest zależna od zawartości hydroksyapatytu. Analiza zmiany masy próbek w czasie inkubacji wskazała, że dodatek hydroksyapatytu powoduje zwiększoną degradację przygotowanych materiałów kompozytowych. Ponadto obrazowanie próbek potwierdziło powstawanie drobnokrystalicznego apatytu na powierzchni materiałów podczas inkubacji w płynach symulujących środowisko organizmu.
Abstract
The paper is focused on the preparation and characterization of calcium sulfate gypsum-based materials modified with hydroxyapatite of natural origin. To search for new bioactive materials, calcium sulfate gypsum Stodent III Arti was mixed with hydroxyapatite obtained in the three-step preparation process including hydrolysis, pre-calcination, and calcination of bones. Such-obtained material was characterized by X-ray diffractometry and Fouriertransform infrared spectroscopy. Additionally, the microstructure and chemical composition of the prepared composite materials were investigated with a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive spectrometer detector. Moreover, the influence of the hydroxyapatite content in the materials on their in vitro degradation in storage solutions including artificial saliva, Ringer’s solution, and simulated body fluid was examined. A comparison of the degradation of gypsum composites demonstrated that in vitro stability is dependent on hydroxyapatite content. The samples' weight changes indicate hydroxyapatite addition results in increased degradation of prepared composite materials. Moreover, the imaging of the samples confirmed the formation of finely-crystalline apatite precipitate on the surface of the materials during immersion in incubation fluids.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2-3/2021
Streszczenie
KOMENTARZ
Nanomateriały węglowe. Różne formy, wiele możliwości
Streszczenie
Nieustanny postęp nauki i techniki sprawia, że wciąż poszukuje się materiałów o coraz lepszych właściwościach, spełniających rosnące wymagania współczesnych projektów. Rozwój nanotechnologii pod koniec XX w. dał nadzieję na pokonanie wielu dotychczasowych barier w projektowaniu i konstruowaniu nowoczesnych wyrobów. Szczególne miejsce w tym obszarze zajmują nanomateriały węglowe, do których należą m.in. fulereny, grafen i nanorurki węglowe. Są one atrakcyjnymi materiałami do opracowywania innowacyjnych urządzeń w postaci kompozytów, czujników i nanourządzeń elektronicznych. Odkrycie nanostruktur węglowych w latach 90. XX w. wpłynęło na rozwój wielu dziedzin, m.in. fizyki, elektroniki, optyki, mechaniki, biologii oraz medycyny
Naprawa i wzmocnienie podłogi przemysłowej
Streszczenie
Podłogi przemysłowe poddawane są różnego rodzaju obciążeniom, a ich wytrzymałość na te obciążenia jest ściśle związana z ich rodzajami. Mogą być one czysto mechaniczne, fizyko-chemiczne lub chemiczne. Mechaniczne oddziaływanie na podłogę może mieć charakter skupiony lub powierzchniowy pochodzący od ciężkich maszyn (które mogą także znacząco obciążać podłoże dynamicznie), składowanych towarów i przemieszczających się obiektów, pojazdów czy ruchu pieszych. Każda podłoga przemysłowa składa się z odrębnie zaprojektowanych, lecz ściśle ze sobą współpracujących warstw: gruntu, podbudowy, warstwy poślizgowej i płyty betonowej z odpowiednio dobraną warstwą eksploatacyjną (WW – warstwa wierzchnia). Każda z warstw spełnia konkretne zadanie, a także wywiera wpływ na pozostałe warstwy, np. płyta nośna musi przenosić duże obciążenia stałe i dynamiczne. Jeśli jednak rozpatrujemy wytrzymałość podłogi na agresję chemiczną, to kluczowe znaczenie ma warstwa wierzchnia, potocznie zwana posadzką. Opracowanie ma na celu przedstawienie kilku sposobów wykonania trwałych, szczelnych powierzchni podłóg przemysłowych. Jednym ze szczególnych rodzajów obciążeń płyty betonowej są naprężenia własne betonu. Powstają one na skurczu, jaki występuje podczas utwardzania betonu (hydratacji). Skurcz ten jest traktowany jako odkształcenie betonu powstające pod wpływem naprężeń wewnętrznych i narastające w czasie bez udziału obciążeń zewnętrznych oraz bez zmiany temperatury.
Paweł Rutecki, Wacław Muzykiewicz, Leszek Sulewski
Study of the influence of chemical elements and production technology parameters on aluminium sheets properties designed for bottle closures drawing process
Analiza wpływu pierwiastków stopowych oraz parametrów technologii produkcji na własności blachy do tłoczenia zakrętek aluminiowych
DOI 10.15199/28.2021.2-3.1
Streszczenie
Abstract
Magdalena Głąb, Dagmara Słota
Bioinks for organ and tissue 3D printing
Biologiczne tusze do drukowania 3D narządów i tkanek
DOI 10.15199/28.2021.2-3.2
Streszczenie
Biodrukowanie 3D jest technologią wykazującą duży potencjał w medycynie regeneracyjnej. Technologia umożliwia wytworzenie trójwymiarowych funkcjonalnych tkanek i sztucznych narządów w oparciu o odpowiednie tusze biologiczne. Przegląd dostarcza informacji o biotuszach stosowanych w technologii biodruku 3D. W najnowszych doniesieniach literaturowych uwzględniano podział biotuszy ze względu na ich zastosowanie w wytwarzaniu konkretnych tkanek i narządów. Główną uwagę zwrócono na biotusze przeznaczone do regeneracji tkanki chrzęstnej, kostnej oraz nerwowej. Ponadto zaprezentowano także najnowsze badania prowadzone w kierunku opracowania biotuszy stosowanych w odbudowie skóry, naczyń krwionośnych, a także wątroby. Słowa kluczowe: inżynieria tkankowa, biodrukowanie
Abstract
3D bioprinting is a technology which shows great potential in regenerative medicine. The technology enables the fabrication of 3D functional tissue and artificial organs based on suitable biological inks. This review provides information about the bioinks used in 3D bioprinting technology. Recent literature reports have considered the division of bioinks based on their application in the fabrication of specific tissues and organs. The main attention has been paid to bioinks designed for regeneration of cartilage, bone and nerve tissue. Moreover, the newest research on bioinks for skin, blood vessels and liver regeneration have been presented.
Wiktoria Mazur, Karolina E. Mazur, Stanisław Kuciel
Development and mechanical characterization of polylactide green composites reinforced with natural fibers
Charakterystyka mechaniczna biopochodnych kompozytów polimerowych na osnowie polilaktydu wzmocnionych naturalnymi włóknami
DOI 10.15199/28.2021.2-3.3
Streszczenie
Abstract
An attempt was made to modify compostable polymer composites based on polylactide (PLA). Composites based on PLA with the addition of coconut fibers, wood fibers, flax fibers and corn particles were produced, and their weight friction was 15%. The composites prepared by means of injection molding were subjected to mechanical characteristics (tensile, bending and impact strength). Due to the intended use (elements of small orthoses) of the produced materials, composites were subjected to hydrolytic degradation in physiological saline solution at 38°C. The test results showed that the addition of natural fillers will positively affect the stiffness of the produced composites, with a slight decrease in tensile strength. The highest values were obtained for composites with the addition of wood fibers, where the improvement of Young’s modulus was approx. 50%, while the decrease in tensile strength was only 8% compare to unmodified PLA. Additionally, a decrease in mechanical properties was observed after 42 days of incubation in water. The lowest decrease in the properties obtained during the flexural tests was characteristic of unmodified PLA, while the highest decrease was observed in composites with bamboo fiber. The research objective constructed in this way confirms the validity of the using biobased fillers. The produced composites not only have high mechanical properties, but are also an excellent alternative to petrochemical polymer composites, the recycling of which is burdensome for the human natural environment.
Streszczenie
3D printing of cellulose nanocrystal-loaded hydrogels through rapid fixation by photopolymerization D. Kam, A. Braner, A. Abouzglo, L. Larush, A. Chiappone, O. Shoseyov, S. Magdassi Langmuir 2021, 19 May 2021, https://doi.org/10.1021/acs.langmuir. 1c00553 New ink compositions for direct ink writing (DIW) printing of hydrogels, combining superior rheological properties of cellulose nanocrystals (CNCs) and a water-compatible photoinitiator, are presented. Rapid fixation was achieved by photopolymerization induced immediately after the printing of each layer by 365 nm light for 5 s, which overcame the common height limitation in DIW printing of hydrogels, and enabled the fabrication of objects with a high aspect ratio.
Streszczenie
Zgł. nr 431275 UNIWERSYTET MIKOŁAJA KOPERNIKA W TORUNIU, Toruń Ilnicka A., Kamedulski P., Łukaszewicz J.P., Zieliński W. Sposób wytwarzania amorficznych nanorurek węglowych Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania amorficznych nanorurek węglowych, który polega na zmieszaniu alkoholu furfurylowego i chlorku żelaza(III) w stosunku wagowym w zakresie 2:1–5:1, a następnie podgrzaniu uzyskanej mieszaniny do temp. 100–300°C na podłożu metalowym, korzystnie aluminiowym w atmosferze powietrza, korzystnie pod obniżonym ciśnieniem w zakresie 10–900 hPa i utrzymywaniu parametrów temperatury i ciśnienia przez okres 1–3 h. Zgł. nr 431239 IZOCERAMICS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Celestynów Pawlikowska E. Sposób wytwarzania elementów trudnościeralnych do zastosowań transportu pneumatycznego i hydraulicznego materiałów agresywnych w przemyśle energetycznym, hutniczym i chemicznym.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 1/2021
Paulina L. GRZELAK
Problemy unieszkodliwiania paneli fotowoltaicznych
Streszczenie
Pogarszający się stan środowiska naturalnego oraz efekt cieplarniany prowokują do radykalnych zmian w przemyśle energetycznym. W związku z tym powstaje coraz więcej nowych technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii. Jednak nie każda nowa technologia jest zrównoważona pod względem środowiskowym, biorąc pod uwagę pełen cykl życia produktu. Czy do takich właśnie technologii należy zaliczyć procesy wytwarzania, użytkowania i utylizacji paneli fotowoltaicznych?
MADE IN POLAND
Przegląd badań naukowych i innowacji polskich naukowców w kraju i na świecie
Streszczenie
Pogarszający się stan środowiska naturalnego oraz efekt cieplarniany prowokują do radykalnych zmian w przemyśle energetycznym. W związku z tym powstaje coraz więcej nowych technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii. Jednak nie każda nowa technologia jest zrównoważona pod względem środowiskowym, biorąc pod uwagę pełen cykl życia produktu. Czy do takich właśnie technologii należy zaliczyć procesy wytwarzania, użytkowania i utylizacji paneli fotowoltaicznych?
Grzegorz Gasiak, Henryk Achtelik, Mateusz Konieczny
Analytical approach to determining the state of stress in a two-layer perforated plate loaded perpendicular to its surface
Analityczne podejście do wyznaczania stanu naprężenia w dwuwarstwowej płycie perforowanej obciążonej prostopadle do jej powierzchni
DOI 10.15199/28.2021.1.1
Streszczenie
W artykule zaproponowano matematyczne podejście do problemu wyznaczania stanu naprężenia w dwuwarstwowych kołowych płytach perforowanych, obciążonych symetrycznie względem osi przechodzącej przez środek płyty, prostopadłej do jej środkowej powierzchni. Przedstawiony w pracy algorytm matematyczny umożliwia inżynierom oszacowanie stanu naprężenia w dwuwarstwowej płycie perforowanej za pomocą związków analitycznych. Przedstawione zależności matematyczne można również wykorzystać do oceny stanu naprężenia w płytach o większej liczbie warstw i poddanych innym sposobom obciążenia
Abstract
The paper proposes a mathematical approach to the problem of determining the state of stress in two-layer circular perforated plates, loaded symmetrically with respect to the axis passing through the center of the plate, perpendicular to its central surface. The mathematical algorithm presented in the work enables engineers to estimate the state of stress in a two-layer perforated plate using analytical compounds. The presented mathematical relationships can also be used to assess the state of stress in plates consisting of a larger number of layers and subjected to other loading methods
Wacław Romaniuk, Marek Rynkiewicz
Effect of time from harvest to agglomeration process of straw or hay on the density and hardness of briquettes
Wpływ długości czasu od zbioru do procesu aglomerowania słomy lub siana na gęstość i twardość brykietu
DOI 10.15199/28.2021.1.2
Streszczenie
Abstract
The study presents the results of the density and hardness of the briquettes produced from barley straw, wheat and rapeseed straw and hay. To the agglomeration were used 6- and 18-month-old raw materials after harvest from the fields, stored in stacks in the field. The study showed that the briquettes produced from 6-month-old material characterized by a greater density as compared to the 18-month-old material. For the hay briquette difference was 130.28 kg·m–3, whereas difference was 58.14 kg·m–3 in the case of rape straw briquettes. Similar results were found for the hardness. All samples of briquette used for testing had longitudinal cracks, however transversal cracks were observed only on the briquettes produced from barley straw and hay.Adrian K. Antosik, Nataniel A. Antosik
Preparation of double-sided self-adhesive tape Si-PSA
Przygotowanie dwustronnej taśmy samoprzylepnej Si-PSA
DOI 10.15199/28.2021.1.3
Streszczenie
W pracy przedstawiono technologię otrzymywania dwustronnie klejących taśm samoprzylepnych na bazie klejów silikonowych. W celu otrzymania taśm samoprzylepnych wykorzystano komercyjne żywice silikonowe modyfikowane dodatkiem związków sieciujących oraz potwierdzenia zachowania przez nowe taśmy właściwości samoprzylepnych taśm porównywalnych do taśm jednostronnych. Celem pracy było stworzenie nowej technologii otrzymywania taśm samoprzylepnych. W dostępnej literaturze oprócz prac własnych autorów nie odnotowano wzmianek na temat otrzymywania takich taśm. Dwustronne taśmy samoprzylepne na bazie klejów silikonowych obecnie nie są dostępne na globalnym rynku
Abstract
Prof. dr hab. inż. Jan Chłopek (1952–2020)
Streszczenie
14 listopada 2020 r. w wieku 68 lat zmarł prof. dr hab. inż. Jan Chłopek, kierownik Katedry Biomateriałów i Kompozytów, były dziekan Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie, prezes Polskiego Stowarzyszenia Biomateriałów, wieloletni członek Rady Programowej „Inżynierii Materiałowej” (2006–2019), mistrz wielu pokoleń studentów i kadry naukowej. – Jego nagła śmierć pogrążyła nas wszystkich w głębokim smutku. Pozostanie w naszej pamięci jako wspaniały Człowiek i Współpracownik, który z pasją realizował pomysły naukowe.
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych
Streszczenie
Badania odporności na zużycie ścierne kompozytowych powłok (stop kobalt-WC) wytworzonych metodą LENS J. Klimek, J. Dworecka-Wójcik, T. Durejko, D. Zasada Inżyniera Powierzchni 2020, 25, nr 1–2, 38–47 Powłoki metaliczne umacniane fazą wzmacniającą należą do szeroko stosowanych materiałów odpornych na zużycie. W pracy podjęto próbę wytworzenia powłok kompozytowych w układzie osnowa metaliczna (stop kobaltu)–faza wzmacniająca (węglik wolframu), stosując w tym celu technikę laser engineered net shaping (LENS). Otrzymane powłoki poddano ocenie jakości metalurgicznej (poprzez obserwacje mikroskopowe), badaniom mikrotwardości w strefie przejściowej powłoka-podłoże oraz badaniom odporności na zużycie ścierne w warunkach tarcia suchego. W tym celu wykorzystano dwie różne techniki badawcze: metodę kula–tarcza oraz badania odporności w luźnym ścierniwie. W przypadku każdej z metod zastosowano tę samą siłę docisku oraz liczbę obrotów tarczy/rolki. Przeprowadzone badania wykazały, że ubytek masy powłok poddanych badaniom odporności na zużycie w luźnym ścierniwie był znacznie większy w odniesieniu do metody kula–tarcza.
Streszczenie
Zgł. nr 428301 POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź Tyczkowski J., Makowski M., Kapica R. Sposób wytwarzania trwałej, hydrofobowej powłoki na powierzchni płytek ceramicznych metoda techniki plazmowej Sposób wytwarzania trwałej, hydrofobowej powłoki na powierzchni płytek ceramicznych metodą techniki plazmowej polega na przygotowaniu powierzchni płytek przy użyciu nierównowagowej, niskociśnieniowej plazmy generowanej w wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości akustycznej w zakresie 20–40 kHz lub radiowej 13,56 MHz, w niepolimeryzującym gazie roboczym, w warunkach stacjonarnych lub przy przepływie gazu roboczego. Na tak przygotowaną powierzchnię płytek nanosi się warstwę hydrofobową w postaci amorficznej, uwodornionej warstwy krzemowęglowej, za pomocą plazmy generowanej w wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości akustycznej w zakresie 20–40 kHz lub radiowej 13,56 MHz w obecności par lotnego związku krzemoorganicznego jako prekursora tej warstwy i ewentualnie gazu nośnego, w warunkach stacjonarnych przy ciśnieniu cząstkowym prekursora 0,5–150 Pa i ciśnieniu cząstkowym gazu nośnego do 100 Pa, lub przy przepływie par prekursora z prędkością 0,1–10 cm3/min i gazu nośnego z prędkością do 100 cm3/min.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 6/2020
Streszczenie
Zgł. nr 428039 HOCH SYSTEMY KOMINOWE SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ SPÓŁKA KOMANDYTOWA, Nowy Barkoczyn Buczek M., Jałbrzykowski M. Sposób zabezpieczania płyt kompozycją polimerową oraz kompozycja polimerową o właściwościach przeciwgrzybicznych Sposób według wynalazku zabezpieczania płyt, zwłaszcza z tworzywa sztucznego, kompozycją o właściwościach przeciwgrzybicznych, charakteryzuje się tym, że polimerową kompozycję według wynalazku, po rozcieńczeniu benzyną ekstrakcyjną, nanosi się na płytę, zwłaszcza z tworzywa sztucznego. Tworzy ona polimerową warstwę ochronną na jej powierzchni. Przedmiotem zgłoszenia jest również kompozycja polimerowa o właściwościach przeciwgrzybicznych z udziałem nanododatków. Zgł. nr 428014 UNIWERSYTET WARSZAWSKI, Warszawa Wójcik M., Lewandowski W., Jędrych A. Sposób wytwarzania biokompatybilnych nanocząstek metali z grupy platynowców, nanocząstki otrzymane tym sposobem oraz ich zastosowanie...
KAMIL ROMAN, KINGA BOREK, ZBIGNIEW KARWAT
Study of compressibility in the raw materials recycling
Badanie ściśliwości w surowcach wykorzystywanych w recyklingu
DOI 10.15199/28.2020.6.3
Streszczenie
Analiza przebiegu procesu zagęszczania surowców wtórnych zakładała modernizację maszyny wytrzymałościowej przez wyposażenie jej w dodatkową prototypową przystawkę zagęszczającą. Przystawka zagęszczająca pozwalała zasymulować środowisko występujące w trakcie procesu cyklicznego zagęszczania tłokowego. Zestaw badawczy wykorzystywał czujniki oporowe celem pomiaru naprężenia i przesunięcia, wykazując charakterystykę zależności pomiędzy wyżej wymienionymi wartościami. Charakterystyka występującego naprężenia i przesunięcia polegała na rejestracji rezystancji czujników za pomocą specjalistycznego mostka pomiarowego. Zmierzona wartość rezystancji odpowiadała przypisanym wartościom naprężenia i przesunięcia, które określono w trakcie cyklicznego zagęszczania tłokowego. Wyniki pomiarów pozwoliły na opracowanie funkcji arytmetycznej i przekształcenie jej do postaci wzoru, wyznaczając realne wartości naprężenia i przesunięcia. Maksymalny nacisk siły zagęszczającej wywołany przez maszynę wytrzymałościową wynosił 100 kN.
Abstract
The analysis of raw materials compression process assumes the modernization of testing machine. Testing machine will be equipped it additional prototype compacting tube. Added equipped allows to simulate the existing environment during the cyclic piston thickening process. The research set was supported by resistance sensors which helps to measure stress and displacement, recording values of stress and displacement. Characteristics of recorded values was registered according to resistance sensors using a specialized measuring bridge. The measured resistance value was equal to the value of stress and displacement, during the cyclic piston compaction. The measurements results allowed to transform the arithmetic function to into a formula, which determines the real values of stress and displacement. The maximum pressure of compaction in testing machine was 100 kN.Wioleta SERWETA, Justyna WÓJCIK
Water management phenomenon for selected materials, which can be applied as footwear insoles
Kumulowanie i oddawanie wody przez wybrane materiały z możliwością zastosowania ich w roli materiałów podpodeszwowych
DOI
Streszczenie
Wykonano analizę porównawczą materiałów celulozowych powszechnie stosowanych na podpodeszwy i pakietów tekstylnych dwuwarstwowych w ujęciu chłonięcia i oddawania wody. Przeprowadzone badania wskazują, że choć badane materiały nie mogą być wzajemnie substytucyjne, otwierają nowy obszar badań w zakresie implementacji tekstyliów podwyższających właściwości higieniczne obuwia. Sandwichowa struktura pakietów składająca się z dwóch warstw: hydrofilowej, która bardzo dobrze chłonie wodę, oraz hydrofobowej, która cechuje się bardzo dobrą przepuszczalnością pary wodnej, a co za tym idzie – powietrza, pozwala na uzyskanie efektu lepszego wentylowania powierzchni styku stopy i materiału. Dodatkowo bardzo dobre właściwości wysychania takich układów redukują prawdopodobieństwo zatrzymywania wody w strukturze materiału i mogą zapobiegać rozwojowi mikroorganizmów chorobotwórczych. Tego typu materiały mogą służyć jako wkłady wypełniające łoże obuwia.
Abstract
In this study, authors performed the comparative analysis of cellulose materials, which are commonly used as footwear soles and two-layered material packages from a water absorption and desorption perspective. The research showed that examined materials cannot be substitutable, the new area of implementation textiles, especially spacer, in order to improve the hygienic properties of footwear. Sandwich structure of the packages with hydrophilic and hydrophobic layer is a way to improve the water absorption and ventilation at the boundary between foot and footwear sole surface. In addition very good desorption properties reduce the probability of water trapping in material structure, which inhibit the growth of pathogenic microorganisms. The examined textile packages can be implemented as footbed inputs used in order to reduce the discomfort sensation
PIOTR SOBIECH, PRZEMYSŁAW OBERBEK
Methods of assessing nano-objects release from commercially available products
Metody badania uwalniania się nanoobiektów do powietrza z komercyjnie dostępnych produktów
DOI 10.15199/28.2020.6.1
Streszczenie
Szybko rosnąca popularność nanomateriałów wynika z faktu, że dzięki ich zastosowaniu można uzyskać produkty o lepszych właściwościach, w tym mechanicznych, elektrycznych czy też optycznych. Przykładowo, nanosrebro wykorzystywane jest na szeroką skalę ze względu na swoje właściwości antybakteryjne. Coraz większym zainteresowaniem cieszą się preparaty, w tym farby z ditlenkiem tytanu umożliwiające uzyskanie powierzchni samoczyszczących oraz poprawiających jakość powietrza w pomieszczeniach, gdzie zostały zastosowane. Nanomateriały wykorzystywane są także m.in. jako wypełnienie nanokompozytów, pigmenty lub w pokryciach funkcjonalnych. Stosowanie nanomateriałów skutkuje tym, że rośnie obawa o uwalnianie się nanoobiektów z produktów podczas ich całego cyklu życia, zwłaszcza podczas użytkowania przez konsumenta. Uwalnianie takie może zachodzić do powietrza, wody oraz gleby, potencjalnie powodując zagrożenie dla zdrowia człowieka oraz środowiska naturalnego. Istotna jest zatem możliwość zbadania w warunkach kontrolowanych i powtarzalnych zjawiska uwalniania się nanomateriałów z produktów konsumenckich. Uzyskane wyniki mogą przyczynić się do dalszego ulepszania produktów i minimalizowania ryzyka związanego z uwalnianiem się nanomateriałów. Efektem prac normalizacyjnych jest opublikowana w 2019 r. międzynarodowa norma ISO 21683:2019 dotycząca badania uwalniania się nanoobiektów z farb, lakierów oraz pigmentowanych tworzyw sztucznych. Prowadzone są również prace nad raportem technicznym ISO/TR 22293 dotyczącym metod badania uwalniania się nanomateriałów z nanokompozytów. Tematyka uwalania się nanomateriałów do powietrza podejmowana jest w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy – Państwowym Instytucie Badawczym w Laboratorium Badań Nanoaerozoli
Abstract
The rapidly growing popularity of nanomaterials stems from the fact that their use allows to obtain products with better properties like mechanical, electrical or optical. For example, nanosilver is widely used due to its antibacterial properties. Preparations, including titanium dioxide paints, which can be used to create self-cleaning surfaces and improve air quality in the rooms where they are applied, are becoming more and more popular. Nanomaterials are used, among others, as nanocomposite fillers, pigments, and in functional coatings. The use of nanomaterials results in a growing concern about the release of nano-objects from products during their entire life cycle, especially during consumer use. Such a release can also occur in the air, water, and the soil, potentially posing a risk to human health and the environment. It is therefore crucial to test the release of nanomaterials from various consumer products in a controlled environment. The results may contribute to further improvement of various products and to minimize the risk connected to nanomaterial release. An effect of the standardization efforts is a 2019 international standard ISO 21683:2019, concerning determination of nano-objects release from paints, varnishes, and pigmented plastics. Similarly, works are also carried out on a technical report ISO/ TR 22293, concerning the methods of assessing the release of nanomaterials from nanocomposites. The subject of nanomaterial release into the air is addressed in the Central Institute of Labour Protection - National Research Institute in the Laboratory of nano-aerosols.Streszczenie
Prototyp hełmu MADE IN POLAND Odpowiedzią polskich naukowców na zalecania międzynarodowych towarzystw intensywnej terapii dotyczące efektywnych metod leczenia niewydolności oddechowej w przebiegu choroby COVID-19 wraz z sugerowanym ograniczaniem bezpośredniego kontaktu z potencjalnie zakaźnym powietrzem wydychanym przez pacjenta jest prototyp hełmu. Pomysłodawcą oraz koordynatorem przedsięwzięcia mającego na celu opracowanie urządzenia wspierającego proces oddychania z możliwością uzyskania odpowiednich, regulowanych w zależności od potrzeb wartości ciśnienia powietrza oraz stężenia tlenu w jego wewnętrzu jest anestezjolog Łukasz Wróblewski z Centralnego Szpitala Klinicznego Uniwersyteckiego Centrum Kliniczneg[...]
NOBLESSE OBLIGE. Rozmowa z Panią Barbarą Haller, prezesem Eurobusiness-Haller w Katowicach
Streszczenie
Maria B. Haller de Hallenburg-Illg ukończyła filologię romańską na Uniwersytecie Śląskim. Jest prezesem założonej w 1990 r. firmy Eurobusiness-Haller w Katowicach promującej polskie osiągnięcia naukowo-techniczne oraz polskie przedsiębiorstwa w kraju i na arenie międzynarodowej. W ramach powołanej przez siebie w 2012 r. Fundacji „Haller Pro Inventio” wspiera także kreatywną młodzież. Jest organizatorem Międzynarodowych Targów Wynalazków i Innowacji INTARG® Katowice, Międzynarodowego Konkursu Lider Innowacji®, ogólnopolskiego konkursu Młody Wynalazca, polskich pawilonów wystawienniczych m.in. na targach: KIDE, JDIE, iCAN, EUROINVENT, EUREKA, CONCOURS LEPINE oraz MTE, misji gospodarczych: Innovation Business Summit/ EUREKA – Walencja (Hiszpania), Wiedeń (Polska–Austria), Grand Prix Eiffel/Global Industries we Francji, konferencji i szkoleń, paneli dyskusyjnych, m.in. „Ekonomiczno-prawne uwarunkowania promocji wynalazczości” (Urząd Wojewódzki, Katowice 2001) oraz „Badania motorem rozwoju polskiego przemysłu” (Targi Brussels Eureka, Bruksela 2005). Jest przewodniczącą Jury Konkursu wynalazczości w ramach targów ITE w Londynie, oficjalnym polskim delegatem na wielu międzynarodowych targach, zarówno interdyscyplinarnych wynalazczości, jak i branżowych (od 1990 r.), ekspertem Światowej Organizacji Własności Intelektualnej WIIPA. Za promocję osiągnięć naukowych i technicznych na arenie międzynarodowej otrzymała wiele nagród i wyróżnień, m.in.: nagrodę Premiera RP „Zasłużona dla nauki i wynalazczości” (Warszawa 2006), Gwiazdę Wielkiego Oficera Orderu Wynalazczości (Europejska Najwyższa Komisja ds. Nagród, Bruksela 2011), Krzyż Oficerski Pro Scienta et Innovatio (Rumuńskie Forum Innowacji, 2019), Krzyż Oficerski Orderu Wynalazczości (Francuska Federacja Wynalazców, Paryż 2017), Ambasador Innowacji (Bruksela 2014), wyróżnienie z okazji 15-lecia działalności związanej z działalnością proeksportową i promocją nauki (Minister Nauki oraz Minister Gospodarki, Warszawa 2005), nagrodę Promeritus (Wspólnota Europejska za promocję przedsiębiorstw handlowych, Bruksela 2004) oraz dyplomy uznania (Komitet Badań Naukowych/Minister Nauki, Warszawa 1994, 1995, 1996, 1997, 2002).
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 5/2020
Streszczenie
Zgł. nr 427706 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków Ściężor W., Mamala A., Kwaśniewski P., Kowal R., Franczak K. Sposób wytwarzania wyrobów płaskich ze stopu Al-Mg Przedstawiony sposób wytwarzania wyrobów płaskich ze stopu Al-Mg, w którym przygotowany wsad zawiera 6–7% mas. magnezu polega na tym, że ciekły metal z pieca odlewniczego wprowadza się poprzez dyszę układu zalewowego w przestrzeń pomiędzy dwoma obracającymi się w przeciwnych kierunkach walcowymi krystalizatorami tak, aby temperatura ciekłego metalu w strefie krystalizacji linii ciągłego odlewania wynosiła 680–725°C, przy jednoczesnej prędkości obracających się walcowych krystalizatorów wynoszącej 0,3–1 m/min. Walcowanie na zimno odlanej taśmy prowadzone jest w temp. 20–200°C, przy gniocie jednostkowym 7–16%. Zgł. nr 427665 INSTYTUT TECHNOLOGII BEZPIECZEŃSTWA MORATEX, Łódź Fejdyś M., Jastrząbek-Kucharska A., Pingot M., Kusiak E., Derwińska K., Dmowska-Jasek P. Kompozycja adhezyjna do laminacji lub sklejania Przedmiotem zgłoszenia jest polimerowa kompozycja do laminacji lub sklejania, zwłaszcza płaskich materiałów włókienniczych, przeznaczonych na wyroby o charakterze ochronnym, charakteryzująca się znaczną absorbcją energii uderzenia.
EWA WIERZBICKA, SZYMON KUGLER, PAULA OSSOWICZ, KORNELIA MALARCZYK-MATUSIAK
Modifier of epoxy coating compositions properties. Preparation and characterization
Modyfikator właściwości epoksydowych kompozycji powłokowych. Otrzymywanie i charakterystyka
DOI 10.15199/28.2020.5.2
Streszczenie
Wytworzono modyfikatory na bazie haloizytu. Przedmiotowy minerał o strukturze warstwowo-rurkowej poddano modyfikacji fizyko-chemicznej z zastosowaniem fal pola ultradźwiękowego oraz 8-hydroksychinoliny. Analiza struktury (SEM), powierzchni (EDS) oraz wyniki badań właściwości termicznych (TGA) potwierdziły nanometryczną, hybrydową strukturę otrzymanych nanonapełniaczy. Oczekiwany efekt modyfikacji haloizytu potwierdziło również badanie metodą niskotemperaturowej adsorpcji azotu (BET). Wstępne próby napełniania epoksydowych kompozycji powłokowych otrzymanym nanonapełniaczem wykazały poprawę właściwości użytkowych uzyskanych spoiw, w tym tłoczności i twardości.
Abstract
Modifiers based on halloysite were produced. The mineral with a layered and tube structure was subjected to physico-chemical modification using ultrasonic field waves and 8-hydroxyquinoline. The analysis of the structure (SEM), surface (EDS), moreover the results of the thermal analysis (TGA) confirmed nanometric hybrid structure of obtained nanofillers. Low-temperature nitrogen adsorption test providing important information on porous structure of tested nanofillers, additionally confirmed the effect of modification. Preliminary tests of filling epoxy coating compositions with the obtained nanofiller showed an improvement in the functional properties of the obtained binders.EWELINA JAMRÓZ
Current solutions for biopolymer films based on furcellaran
Aktualne rozwiązania dotyczące folii biopolimerowych na bazie furcelleranu
DOI 10.15199/28.2020.5.1
Streszczenie
W artykule przedstawiono przegląd prac naukowo-badawczych dotyczących biopolimerowych folii na bazie furcelleranu. Szczególną uwagę poświęcono ich właściwościom aktywnym oraz inteligentnym. Ocenie poddano również wpływ przedmiotowych folii biopolimerowych na proces przechowywania modelowych produktów spożywczych
Abstract
The paper presents current works on biopolymer films based on furcellaran. The focus was on their active and intelligent properties thanks to the presence of specific additives. Their influence as packaging materials during the storage of model food products was also assessed
METALE I MATERIAŁY DO ZADAŃ SPECJALNYCH
Streszczenie
Bimo Tech specjalizuje się w zastosowaniach metali specjalnych tam, gdzie inne materiały się nie sprawdzają. Założona przez Marcina Orzechowskiego firma od samego początku swojej działalności zajmuje się dystrybucją metali, które znakomicie radzą sobie w trudnych warunkach. Bimo Tech jest również dostawcą granulek, proszków i nanoproszków w formie czystych pierwiastków oraz związków, a także producentem celów rozpylania jonowego i dostawcą biopolimerów kompostowalnych.
Streszczenie
Ogniwa fotowoltaiczne z perowskitu MADE IN POLAND Naturalnie występujący w przyrodzie perowskit, czyli minerał o krystalicznej strukturze, stanowił inspirację dla Pani Olgi Malinkiewicz, która wzorując się na jego szczególnych właściwościach, opracowała nowatorską metodę pozyskiwania perowskitowych modułów fotowoltaicznych z zastosowaniem druku atramentowego. Uniwersalne w swoim zastosowaniu modyfikowane perowskity stanowią interesującą alternatywę względem krzemu, czyli półprzewodnika stosowanego dotychczas w produkcji komercyjnych ogniw fotowoltaicznych. Co niezwykle interesujące, te elastyczne, częściowo transparentne moduły fotowoltaiczne wykonane w technologii perowskitowej, o wymiarach dostosowywanych indywidualnie do konkretnego zamówienia, można z powodzeniem insta[...]
POLITYKA ŚRODOWISKOWA. Rozmowa z prof. dr. hab. inż. Zdzisławem Chłopkiem
Streszczenie
Prof. dr hab. inż. Zdzisław Chłopek jest specjalistą w obszarze budowy i eksploatacji maszyn i instalacji przemysłowych, motoryzacji i transportu oraz ochrony środowiska. Pracuje na stanowisku profesora w Politechnice Warszawskiej oraz w Instytucie Ochrony Środowiska – Państwowym Instytucie Badawczym. Jest ekspertem Ministerstwa Środowiska i wielu instytutów badawczych, uczestnikiem projektów naukowych Komitetu Badań Naukowych oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Ponadto współpracuje z wieloma uczelniami, zrzeszeniami branżowymi oraz firmami w Polsce i za granicą (m.in. Environment Canada, Eminox, Scania, General Motors, Volvo i Renault). W latach 2007–2017 był przewodniczącym Rady Naukowej Przemysłowego Instytutu Motoryzacji. Ma w swym dorobku ponad 360 publikacji recenzowanych w Polsce i poza krajem, w tym 17 monografii. Jest promotorem ośmiu doktorów. Do szczególnych zainteresowań Profesora należą problemy emisji zanieczyszczeń z silników spalinowych, paliwa niekonwencjonalne oraz proekologiczne rozwiązania w transporcie. W 2002 r. został wyróżniony główną nagrodą Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej za najlepszą pracę habilitacyjną z dziedziny „Transport”. Został także odznaczony dyplomem i medalem „Integraus Humanizmas” Uniwersytetu Technicznego im. Gedymina w Wilnie, Srebrnym Krzyżem Zasługi, Medalem Komisji Edukacji Narodowej oraz Medalem Złotym za Długoletnią Służbę. Jest laureatem wielu nagród Rektora Politechniki Warszawskiej za osiągnięcia naukowe i dydaktyczne. Do zainteresowań pozanaukowych Profesora należą język polski, filozofia, sztuka, szczególnie malarstwo i muzyka: opery oraz blues i rock and roll
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 4/2020
Magdalena Wenda
INŻYNIER, LEKARZ CZY WYNALAZCA? Rozmowa z prof. dr. hab. n. med. mgr. inż. Aleksandrem Sieroniem dr. h.c. multi.
Streszczenie
Prof. dr hab. n. med. mgr inż. Aleksander Sieroń dr h.c. multi jest absolwentem Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej w Gliwicach i Wydziału Lekarskiego Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach (obecnie Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach). Jako lekarz uzyskał specjalizacje z zakresu interny, angiologii, hipertensjologii, chorób wewnętrznych, kardiologii, balneoklimatologii oraz medycyny fizykalnej. Tytuł profesora medycyny odebrał z rąk prezydenta RP w 1999 r. W 2005 r. otrzymał doktorat honoris causa w dziedzinie nauk medycznych Narodowego Uniwersytetu Ukrainy w Użgorodzie. Przez dwie kadencje pełnił funkcję prorektora ds. nauki Śląskiej Akademii Medycznej, a w latach 2008–2012 był przewodniczącym Senackiej Komisji ds. Rozwoju Kadry Naukowo-Dydaktycznej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. W 2015 r. otrzymał tytuł profesora honorowego Politechniki Śląskiej w Gliwicach, a dwa lata później godność doktora honoris causa tej uczelni.
Magdalena Jażdżewska, Dominika B. Trochowska, Michał Bartmański
Nanoindentation tests titanium alloy Ti-6Al-4V after interference laser treatment
Badania nanoindentacji stopu tytanu Ti-6Al-4V po interferencyjnej obróbce laserowej
DOI 10.15199/28.2020.4.1
Streszczenie
Celem pracy była ocena wybranych właściwości mechanicznych warstw powierzchniowych otrzymanych po laserowej obróbce interferencyjnej – DLIL stopu tytanu Ti-6Al-4V stosowanego na implanty. Próbki nadtopiono w spokojnym powietrzu w temperaturze pokojowej, w tym celu wykorzystano laser Nd:YAG, ilość strzałów lasera była zmienna. Następnie wykonano badania nanoindentacji, na podstawie których określono moduł Younga oraz nanotwardość w otrzymanych warstwach powierzchniowych. Obserwowano wzrost nanotwardości warstw powierzchniowych po obróbce laserowej. Zaobserwowano wzrost modułu sprężystości i większą twardość zarówno dla pierwszego, jak i drugiego obszaru na powierzchni próbki. W przypadku próbki, dla której zastosowano trzy strzały wiązki laserowej, twardość i moduł Younga wzrosły prawie dwukrotnie. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zmodyfikowany stop Ti-6Al-4V może być stosowany jako materiał implantologiczny, a proponowana metoda modyfikacji jego powierzchni może wpływać na wydłużenie żywotności takich implantów oraz poprawiać ich właściwości cierne.
Abstract
The study aimed was to assess selected mechanical properties of surface layers obtained after interference laser treatment – DLIL of titanium alloy Ti-6Al-4V used for implants. The samples were melted in still air at room temperature, for this purpose Nd:YAG laser was used, the number of laser shots was variable. Next, nanoindentation tests were performed, based on which Young’s modulus and nanohardness in the obtained surface layers were determined. An increase in nanohardness is observed in the surface layers after laser melting. An increase in the modulus of elasticity and higher hardness was observed for both the first and second areas on the sample surface. In the case of a sample for which three laser beam shots were used, hardness and Young’s modulus almost doubled. On the basis of the obtained results, it was found that the modified Ti-6Al-4V alloy can be used as an implant material, and the proposed method of modifying its surface may extend the life of such implants and improve their frictional properties.Jan Barwicki, Kamila Mazur, Kinga Borek
Some aspects of using automated electronic systems in development of modern agriculture
Wybrane aspekty wykorzystania zautomatyzowanych systemów elektronicznych w rozwoju nowoczesnego rolnictwa
DOI 10.15199/28.2020.4.2
Streszczenie
Głównym celem artykułu było przedstawienie wykorzystania istniejącego elektronicznego zautomatyzowanego systemu w rolnictwie na skalę globalną. Początkowo takie rozwiązania były wykorzystywane głównie do celów wojskowych. Z czasem naukowcy zajmujący się rolnictwem zdali sobie sprawę, że ten rodzaj automatyzacji można zastosować także w systemach rolniczych. Systemy satelitarne umożliwiają uzyskanie informacji o strukturze gleby i różnych rodzajach upraw, także z roślinami przeznaczonymi na paszę. Proces zarządzania można również zracjonalizować w odniesieniu do wkładu w rozwój rolnictwa precyzyjnego poprzez sterowanie maszynami rolniczymi podczas prac polowych, prowadzenie monitoringu upraw na biomasę i przetwórstwo rolno-spożywcze, pobieranie próbek gleby i upraw, dozowanie nawozów mineralnych i pestycydów, monitorowanie zwierząt, wydzielanie działek polowych, monitoring pracy maszyn rolniczych. Przetworzone zdjęcia lotnicze i satelitarne, dopasowane do punktów bazy geodezyjnej w określonym układzie współrzędnych, występują w postaci ortofotomap. Rolnictwo precyzyjne gwarantuje nie tylko uzyskiwanie bardzo wysokich i dobrych jakościowo plonów, ale także wpływa na ograniczenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego oraz obniżenie kosztów produkcji. Pozyskiwanie danych metodami teledetekcyjnymi jest zintegrowane z informacjami dotyczącymi przestrzennej zmienności gleb i roślin, które pochodzą z zapisanych jednostek dostarczonych przez rejestrację zmian różnych parametrów, mających znaczenie z punktu widzenia zastosowań w rolnictwie precyzyjnym.
Abstract
The main goal of the paper was to present utilization of existing electronic automated system in agriculture on a global scale. At the beginning such developments were used mainly for military purposes. With a time agriculture scientists realized that these type of automation can be used also in agricultural systems. Satellite systems make possible obtaining information about soil structure and different types of crops with feed plants as well. Besides that, it can rationalize the process of management concerning contribution to the development of precision agriculture by steering of farm machinery during fieldwork, doing monitoring of biomass and crop yields, taking soil samples, dosing of mineral fertilizers and pesticides, measurement field crops, monitoring of animals, generation of field parcels, monitoring of farm machinery work. Processed of aerial and satellite photographs, adjusted to points of geodesy base in the specified coordinate system occur in the form of orthophotomaps. Precision agriculture warrantee not only obtaining very high and good quality yields but also has an influence on limiting of pollution of natural environment and reduction of production costs. Obtaining data by using remote sensing methods are integrated with information concerning spatial variability of soil and plants, which comes from register units provided by the recording of changes of different parameters, heaving importance from the point of view of the application in precision agriculture.
Andrzej Furman, Wacław Muzykiewicz
Technological problems and limitations in reducing the body weight of an aluminum beverage can
Problemy i ograniczenia technologiczne w redukcji masy korpusu aluminiowej puszki napojowej
DOI 10.15199/28.2020.4.2
Streszczenie
W artykule przedstawiono rys historyczny puszki metalowej, w szczególności puszki napojowej ze stopów aluminium. Omówiono krótko ewolucję konstrukcji puszki. Zwrócono uwagę na trend rozwojowy związany z obniżeniem masy puszki. Na tle wymogów jakościowych opakowania omówiono materiałowe i konstrukcyjne ograniczenia techniczne w procesie wytwarzania korpusu puszki.
Abstract
The paper presents a historical overview of a metal can, in particular a beverage can made of aluminum alloys. The evolution of the can design is briefly discussed. The development trend related to the reduction of the can weight was highlighted. Against the background of the quality requirements of the packaging, the technical constraints in the can body manufacturing process – material and construction – are discussedCentralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Bezpieczeństwo i ochrona zdrowia osób pracujących w czasie epidemii COVID-19*
Streszczenie
Zgodnie z polskim prawem (art. 207 § 2 oraz art. 304 kp) obowiązki dotyczące zapewnienia osobom pracującym bezpieczeństwa i ochrony zdrowia spoczywają: • na pracodawcy – w stosunku do pracowników zatrudnionych na podstawie stosunku pracy oraz wykonujących na rzecz pracodawcy pracę na innej podstawie niż stosunek pracy (w tym samozatrudnionych), o ile praca ta wykonywana jest w zakładzie pracy lub w miejscu wskazanym przez pracodawcę, • na przedsiębiorcy – w stosunku do osób zatrudnionych przez niego na innej podstawie niż stosunek pracy (w tym samozatrudnionych). Podstawowym działaniem podejmowanym przez pracodawcę w celu zapewnienia bezpieczeństwa i zdrowia pracujących jest dokonanie przez niego oceny ryzyka zawodowego oraz stosowanie niezbędnych środków profilaktycznych zmniejszających to ryzyko (art. 226 pkt 1 kp). Zgodnie z powyższymi przepisami pracodawca, dokonując oceny ryzyka zawodowego, ma obowiązek uwzględnić wszystkie czynniki występujące w środowisku pracy oraz związane z jej wykonywaniem.
Streszczenie
W dniach 18–19 czerwca 2020 r. odbyły się XIII Międzynarodowe Targi Wynalazków i Innowacji INTARG®. Impreza od lat odbywa się w Katowicach, stolicy Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii. Wybór najsilniejszego pod względem gospodarczym i najbardziej atrakcyjnego inwestycyjnie miejsca w Polsce podyktowany jest potencjałem, który posiada ten region kraju. Nie bez znaczenia jest fakt, że Katowice to drugi największy ośrodek badawczo-rozwojowy w naszym kraju z główną siedzibą Katowickiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej, która w 2019 r. w rankingu FDI Business Financial Times uplasowała się na 1. miejscu w Europie oraz 2. na świecie wśród stref ekonomicznych. Obecnie KSSE skupia blisko 400 podmiotów, które łącznie zainwestowały około 36 mld zł i stworzyły 80 000 miejsc pracy.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 3/2020
Magdalena Wenda
NAUKOWY PUNKT WIDZENIA Wywiad z dr. inż. Michałem Chmielarkiem, członkiem Rady Naukowej „Inżynierii Materiałowej”
Streszczenie
Dr inż. Michał Chmielarek jest absolwentem Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej, podyplomowych studiów z zakresu zarządzania jakością wg norm ISO 9000 na Politechnice Krakowskiej oraz podyplomowych studiów „Menadżer badań naukowych i prac rozwojowych” w Wyższej Szkole Ekonomii i Innowacji w Lublinie. Od końca 2017 r. pracuje na stanowisku adiunkta w Zakładzie Materiałów Wysokoenergetycznych Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. W latach 2010–2017 był specjalistą w Instytucie Chemii Przemysłowej im. Prof. I. Mościckiego w Warszawie, a w latach 2006–2010 specjalistą- -chemikiem w laboratorium pirotechnicznym ZM Mesko SA w Skarżysku Kamiennej. Jest współwykonawcą projektów badawczo-rozwojowych fi nansowanych m.in. przez przemysł, NCBiR, NCN i Departament Badań na Rzecz Bezpieczeństwa i Obronności Państwa (POIG, PBS, Iuventus Plus). W ramach prac statutowych IChP był współwykonawcą projektów dotyczących syntezy i badań właściwości polimerów. Jest autorem lub współautorem licznych publikacji naukowych, patentów i zgłoszeń patentowych, a także członkiem Rady Naukowej „Inżynierii Materiałowej”.
Olga Olejnik, Anna Masek
Effect of silymarin on thermooxidative degradation of PLA/PHB blends
Wpływ sylimaryny na proces degradacji termooksydacyjnej mieszanin PLA/PHB
DOI 10.15199/28.2020.3.3
Streszczenie
Zbadano wpływ przeciwutleniacza pochodzenia naturalnego, tj. sylimaryny na właściwości mechaniczne oraz degradację termooksydacyjną biodegradowalnych mieszanin polilaktydu i polihydroksymaślanu (PLA/PHB). Mieszaniny otrzymano metodą mieszania w stanie stopionym przy użyciu wytłaczarki jednoślimakowej (D = 25 mm, L/D = 24). Dodatek (0,7; 1,4; 2,1% mas.) sylimariny poprawia odporność na degradację termooksydacyjną mieszanin PLA/PHB, o czym świadczy wartość współczynnika starzenia. Ponadto dzięki swoim wyjątkowym właściwościom sylimaryna ma działanie stabilizujące i może być stosowana jako barwnik do polimerów
Abstract
The effect of antioxidant of natural origin, i.e. silimarine on mechanical properties and thermooxidative degradation of biodegradable polylactide and polyhydroxybutyrate (PLA/PHB) blends obtained by melt mixing in a single-screw extruder (D = 25 mm, L/D = 24) was investigated. The addition of silymarin (0.7, 1.4 and 2.1 wt. %) improves the resistance to thermooxidative degradation of PLA/PHB blends, as evidenced by the value of the aging coeffi cient. Moreover, thanks to its unique properties, silymarin has a stabilizing effect and can be used as a pigment for polymersMaciej Ziętara, Adam Kruk, Grzegorz Cempura, Adam Gruszczyński, Aleksandra Czyrska-Filemonowicz
Fourth-generation single crystal nickel base superalloy for jet engine turbine blades application. 3D imaging and metrology of microstructure elements
Monokrystaliczny nadstop niklu IV generacji na łopatki turbiny silnika odrzutowego. Obrazowanie 3D i metrologia elementów mikrostruktury
DOI 10.15199/28.2020.3.1
Streszczenie
Nadstop niklu IV generacji (PWA 1497) stosowany na łopatki turbin silników lotniczych został poddany trójwymiarowej analizie mikrostrukturalnej w stanie dostawy oraz po próbie wysokotemperaturowego pełzania symulującej długotrwałe warunki pracy nadstopu. Celem zobrazowania elementów mikrostruktury (faz ? i ?’) oraz ich metrologii wykonano trójwymiarowe obrazowanie techniką FIB-SEM z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego z działem jonowym. Wyniki ilościowej analizy mikrostruktury nadstopu uzyskane techniką tomografi i FIB-SEM porównano z wynikami pomiarów uzyskanych za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Wykazano, że w przypadku nowoczesnych monokrystalicznych nadstopów niklu pomiary powierzchni względnej (AA) fazy ?’ na obrazach 2D są adekwatne do pomiarów udziału objętościowego tej fazy (AA ? Vv ). Stwierdzono, że zmiany mikrostruktury badanego nadstopu ujawnione w przestrzeni trójwymiarowej (3D) są o wiele bardziej złożone niż obrazy tej mikrostruktury uzyskane za pomocą technik elektronomikroskopowych w przestrzeni dwuwymiarowej (2D).
Abstract
Fourth-generation single crystal nickel base superalloy (PWA 1497) used for turbine blades application were subjected to three-dimensional microstructural analysis. The FIB-SEM tomography was performed on the as received and creep deformed samples in order to visualize and quantify the microstructure elements of ? and ?’ phases. The results of 3D microstructural quantitative analysis were compared with the complementary results obtained by means of 2D TEM analysis. It was demonstrated that for modern single crystal nickel base superalloys, the measurements of the relative area fraction (AA ) of ?’ phase in 2D images are adequate for measurements of the volume fraction (VV ) of this phase (AA ? VV ). Microstructural changes of the investigated superalloy revealed in 3D space were found to be much more complex than images of this microstructure obtained by electron microscopy techniques in two-dimensional space (2D).
Jarosław J. Jasiński
Titanium Grade 2 hybrid oxidation for biomedical applications
Hybrydowe utlenianie tytanu Grade 2 do zastosowań biomedycznych
DOI 10.15199/28.2020.3.2
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań dotyczące sposobu wytwarzania oraz oceny właściwości podłoża tytanowego, w którym strefę powierzchniową stanowi stały roztwór atomów tlenu w tytanie ? (Ti?(O)) utworzony w procesie dyfuzyjnym w złożu fluidalnym (FB) (640°C, 8 h), na którą przez rozpylanie magnetronowe nanosi się warstwę ditlenku tytanu TiO2. Wpływ hybrydowego utleniania (HO) na właściwości powierzchni tytanu analizowano z zastosowaniem metod badawczych SEM, STEM, CLSM, RS oraz NI. Wykazano, że utlenianie hybrydowe umożliwia uzyskanie korzystnego synergicznego efektu w strefi e międzyfazowej Ti?(O)/TiO2 oraz zmniejszenie naprężeń na granicy faz. Z kolei zmienny udział faz TiO2 (mieszanina rutylu i anatazu) uzyskanych na powierzchni tytanu pozwolił na znaczącą poprawę biokompatybilności podłoży, co potwierdzono testem Kokubo.
Abstract
Results from the investigations regarding the method of manufacture and assessment of titanium substrate properties where its surface zone is Ti?(O) solid solution formed with fl uidized bed (FB) diffusion process (8 hours soaking time at 640°C) and the top layer is TiO2 compound produced by magnetron sputtering are presented and discussed. Effects of such hybrid oxidation (HO) on titanium surface properties were investigated with scanning electron microscopy (SEM), scanning-transmission electron microscopy (STEM), confocal laser scanning microscopy (CLSM), Raman spectroscopy (RS) and nanoindentation tests (NI). Results showed that HO treatment made it possible to generate synergistic effect between FB and magnetron sputtered oxide layer interface. In turn, different share of TiO2 phases (rutile and anatase mixture) obtained at the titanium surface allowed for a signifi cant enhancement of its biocompatibility which was confi rmed by Kokubo test.
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2/2020
Wioleta Serweta, Justyna Wójcik, Beata Szałek
Using of polymer-based materials in order to optimize the hygienic properties of footwear material packages
Wykorzystanie materiałów na bazie polimerów do optymalizacji właściwości higienicznych obuwniczych pakietów materiałowych
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań przepuszczalności i absorpcji pary wodnej dla poliestrowych, poliamidowych i bawełnianych materiałów obuwniczych formowanych następnie w układy materiałowe. Celem pracy była ocena właściwości higienicznych materiałów pierwotnych pod kątem wytworzenia na ich bazie możliwych kombinacji materiałowych, poprawiających komfort fizjologiczny nowo opracowanych pakietów cholewkowych. Właściwość przepuszczalności i absorpcji pary wodnej jest jednym z najważniejszych kryteriów oceny higieniczności materiałów wykorzystywanych w obuwnictwie.
Abstract
The water vapour permeability and absorption was measured. As the test set of materials, the typical footwear materials based on polyester, polyamide and cotton matrix were used. The main goal of the undertaken analysis was to evaluation of hygienic properties of raw materials, in order to determine the possibility of create innovative packages, which can improve the hygienic properties of footwear. The examined parameters as water vapour permeability and absorption are the one of the most important parameters, which decide about the qualitative and quantitative evaluation of the packages according to the user’s point of view.Wioleta Serweta, Justyna Wójcik, Beata Szałek, Małgorzata Matusiak
Change of the thermal properties of footwear packages by using of different polymer-based materials
Zmiana właściwości przewodnictwa cieplnego układów cholewkowych komponowanych na bazie materiałów polimerowych
Streszczenie
Zbadano właściwości przewodnictwa cieplnego polimerowych materiałów obuwniczych płaskich i przestrzennych. Materiały te są powszechnie stosowane w roli wyściółek i podszewek. Monitorowanie zjawiska przewodnictwa cieplnego materiałów cholewkowych jest bardzo ważnym czynnikiem w ocenie jakościowej i ilościowej materiałów rekomendowanych do wykorzystania w produkcji cholewek. W kolejnym etapie na bazie wcześniej zbadanych materiałów pojedynczych utworzono pakiety dwuwarstwowe i wytypowano te, które w najbardziej optymalny sposób zabezpieczały stopę przed utratą ciepła, a jednocześnie pozwalały na zachowanie bardzo dobrych właściwości higienicznych pod kątem absorpcji i przepuszczalności pary wodnej.Abstract
In this paper authors focused on the thermal properties of polymer materials used as footwear linings. The research concerned on the two types textiles: with two-dimensional and spacer structures. The monitoring of thermal conductivity property through the upper footwear materials is very important in order to create the qualitative and quantitative evaluation of them and make the recommendations to use of them in a footwear applications. In the next step of research, the two-layered packages were created and then the previously mentioned properties were measured. The optimal packages due to the thermal resistance and absorption were found based also on the other hygienic measures, like water vapour permeability and absorption.
Mariusz Fabijański, Ewa Spasówka, Agnieszka Szadkowska
Effect of modified chalk on the selected properties of PLA
Wpływ modyfikowanej kredy na wybrane właściwości PLA
Streszczenie
The effect of modified chalk (low moisture absorption) on tensile and flexural mechanical properties as well as impact strength of two commercial PLA grades (IngeoTMBiopolymer 3052D, IngeoTM Biopolymer 3260HP) was presented. The addition (10–20% by mass) of chalk increased PLA ductility and decreased brittleness. Elongation and impact strength were more than 5-fold and 3-fold higher, respectively, compared to pure PLA.Abstract
W artykule przedstawiono wpływ modyfikowanej kredy (o małej chłonności wilgoci) na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i zginaniu oraz udarność dwóch handlowych odmian PLA (IngeoTMBiopolymer 3052D, IngeoTM Biopolymer 3260HP). Dodatek (10–20% mas.) kredy powodował zwiększenie ciągliwości i zmniejszenie kruchości PLA. Wydłużenie i udarność były odpowiednio ponad 5- i 3-krotnie większe w porównaniu z czystym PLA.CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych i zagranicznych czasopism naukowych i naukowo-technicznych
ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 3–5 z 2020 r
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 1/2020
Robert Dąbrowski
The kinetics of phase transformations during continuous cooling of Ti13Nb13Zr alloy
Kinetyka przemian fazowych zachodzących podczas ciągłego chłodzenia stopu Ti13Nb13Zr
Streszczenie
Celem pracy była ocena kinetyki przemian fazowych zachodzących podczas ciągłego chłodzenia z różną szybkością stopu Ti13Nb13Zr z jednofazowego zakresu β. Na podstawie krzywych dylatometrycznych określono temperaturę, w której rozpoczynają się i kończą transformacje dyfuzyjne i niedyfuzyjne. Stwierdzono, że w zakresie zastosowanej szybkości chłodzenia (5–0,05°C/s) obserwuje się transformację dyfuzyjną β → α + β. Oprócz zmian mikrostruktury zaobserwowano również efekty dylatometryczne, które potwierdzają występowanie przemiany fazowej w stopie. Uzyskane wyniki mogą służyć do interpretacji przemian fazowych zachodzących w stopie Ti13Nb13Zr podczas s
Abstract
The phase transformations during continuous cooling from the single phase β range in the Ti13Nb13Zr alloy have been analysed. Investigations were carried out by the dilatometric method using L78 R.I.T.A. dilatometer of the LINSEIS Company. The received results have been illustrated by selected dilatometric curves ΔL = f(T), (where: ΔL is the length change of the sample, T – temperature). On the basis of the curves, the temperature at which diffusion and non-diffusion transformations start and finish has been determined. The cooling curves was differentiated ΔL/T = f(T). Additionally, changes in the alloy microstructure during cooling down from the single phase β range have been analysed. After cooling from 780°C the diffusion martensitic transformation β → α” and probably massive transformation β → αM occur in the alloy cooling rate range from 160–10°C/s. It has been found that in the range of 5–0.05°C/s of the applied cooling rate, a diffusion β → α + β transformation is observed. Besides microstructure changes, dilatometric effects were also observed which corroborates the occurrence of phase transformation in the alloy. The obtained results may serve for the interpretation of phase transformations occurring in the Ti13Nb13Zr alloy during agingAdam Z. Bunsch, Anthony P. Ventura, Ross Cunningham, Wojciech Z. Misiolek
Residual stress distribution in Cu-4.3%Sn alloys fabricated by selective laser melting (SLM)
Rozkład naprężeń własnych w stopach Cu-4,3%Sn wytworzonych metodą strefowego stapiania laserowego (SLM)
Streszczenie
Abstract
This paper is focused on the investigations of the residual stresses present in SLM Cu-4.3%Sn alloys, which were fabricated by the SLM process. The source Cu-4.3%Sn powder was analyzed for basic characteristics, and then the residual stress state was determined for 3D printed samples with different geometries before and after heat treatments. Stress measurements were performed using the X-ray diffraction ꞷ-sin2ψ method. Nonhomogeneous residual stresses were found to be present within SLM Cu-4.3%Sn alloys samples. Biaxial tensile stress was revealed in the interior of as-printed cube samples and it was reduced by annealing, whereas thin strip samples contained biaxial compressive stresses and after annealing the stress became more equi-biaxial but it was not reduced to zero near the sample surface. The results suggest how residual stresses are distributed within the copper SLM alloys with a simple shape. More complex geometries are expected to have correspondingly more complicated stress states. The performed investigation provides insight in to the residual stress distribution in copper alloys fabricated via SLM, which have not been widely studied yet. Application of the ꞷ-sin2ψ technique to the SLM process was analyzed and it was found that the methodology of utilizing the ꞷ-sin2ψ can be widely applied using standard X-ray diffraction facilities to study residual stresses within the additively manufactured metal alloy parts.Aleksandra Laska, Michał Bartmański
Parameters of the electrophoretic deposition process and its influence on the morphology of hydroxyapatite coatings. Review
Parametry procesu osadzania elektroforetycznego i ich wpływ na strukturę powłok hydroksyapatytowych. Przegląd
Streszczenie
W artykule omówiono parametry procesu osadzania elektroforetycznego (EDP) ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania tej metody do osadzania powłok hydroksyapatytowych (HAp) na metalicznych implantach kostnych. Bazując na obszernym przeglądzie najnowszej literatury, przedstawiono wpływ każdego z parametrów na strukturę powstającej powłoki.Abstract
materials intended for bone implants should exhibit not only appropriate mechanical properties, but also high biocompatibility. The surface treatment modifications, for example acidic treatment, laser treatment, ion implantation and deposition of highly biocompatible coatings, are practiced. One of the most popular methods of surface modification is to deposit hydroxyapatite (HAp) coatings. HAp naturally occurs in human body, but can be also synthesized in laboratory conditions. Among diverse deposition techniques, electrophoretic deposition (EDP) is a cost-effective method in which charged particles, dispersed in an organic medium, after applying voltage migrate to the counter charged electrode forming a thin coating. There are several parameters that can be controlled during the process and that directly affect the morphology of the surface. The zeta potential and pH of prepared colloidal suspension are closely related to suspension stability and affect the susceptibility for agglomeration of the particles. Electrical settings, especially applied voltage, affect primarily the mass of deposition, but also the porosity of the coating, as well as its homogeneity. One of the basic parameters of EDP method is time of process. With increasing process time, the thickness of the deposited coating increases. Importantly, its mechanical properties also decrease. Moreover, the particles shape and size also affect the morphology of the deposited coating. The analysis of many variables is necessary to choose the right parameters to obtain the coating with desired morphology. In this paper, the influence of each parameter on the morphology of hydroxyapatite coatings is discussed.
KONFERENCJA
I Międzynarodowa Konferencja „Materiały Funkcjonalne i Inżynierskie FEM – 2019”
WSPOMNIENIE POŚMIERTNE
Dr hab. inż. Jadwiga Sójka-Ledakowicz, prof. Ł-IW (1950 – 2020)
CO PISZĄ INNI
Przegląd krajowych czasopism naukowych i naukowo-technicznych
ZGŁOSZENIA PATENTOWE
Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 1 i 2 z 2020 r.
