INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2-3/2021

 


Rozmowa z prof. dr. hab. inż. Januszem Sikorą z Katedry Technologii i Przetwórstwa Tworzyw Polimerowych Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej

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.
 
 

CO PISZĄ INNI?

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.
 

WYBRANE ZGŁOSZENIA PATENTOWE z dziedziny inżynierii materiałowej wg BIULETYNU URZĘDU PATENTOWEGO nr 7–9 z 2021 r.

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. 
 

Wybrane zgłoszenia patentowe z dziedziny inżynierii materiałowej wg Biuletynu Urzędu Patentowego nr 14–19 z 2020 r

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


WYBRANE ZGŁOSZENIA PATENTOWE z dziedziny inżynierii materiałowej wg BIULETYNU URZĘDU PATENTOWEGO nr 13 z 2020 r

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.
 
 

MADE IN POLAND

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


WYBRANE ZGŁOSZENIA PATENTOWE z dziedziny inżynierii materiałowej wg BIULETYNU URZĘDU PATENTOWEGO nr 11–12 z 2020 r.

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.
 
 

MADE IN POLAND

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 discussed
 
 

Centralny 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.
 
 

Relacja z XIII Międzynarodowych Targów Wynalazków i Innowacji INTARG® 2020 i zapowiedź specjalnej listopadowej edycji targów pod hasłem „Innowacje społeczne w służbie wspólnego dobra”

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 polymers
 
 

Maciej 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

LUDZIE NAUKI I BEZNESU
Podskórny humanizm. Wywiad z prof. dr inż. Krzysztofem Biernatem, liderem obszaru w Zakładzie Paliw i Biogospodarki w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Przemysłowym Instytucie Motoryzacji, przewodniczącym Rady Naukowej „Inżynierii Materiałowej”

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 aging
 

Adam 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.