II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

Transkrypt

II Wyjazdowa
Sesja Naukowa
Doktorantów
Politechniki Łódzkiej
Kwiecień 16 – 18.04.2012; Rogów – Polska
II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów
Kwiecień 16 – 18, 2012; Rogów – Polska
ISBN 978-83-7283-490-4
Dział Wydawnictw Naukowo-Dydaktycznych
90-924 Łódź, ul.Wólczańska 223
tel.:(42) 631-20-87
tel./fax. (42) 684-07-93
e-mail: [email protected]
www.wydawnictwa.p.lodz.pl
„II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej”
została przygotowana przy współpracy Samorządu Doktorantów Politechniki
Łódzkiej z władzami Rektorskimi Politechniki Łódzkiej w celu umożliwienia
Doktorantom prezentacji tematyki prowadzonych przez nich prac naukowo –
badawczych.
Spis treści
1. Adrian Ł.: Analiza procesów wymiany ciepła zachodzących w wymienniku ciepła typu rurka ciepła
z czynnikiem roboczym R134A. .......................................................................................................... 7
2. Antczak Ł.: Koncepcja oraz stanowisko doświadczalne mikrosiłowni hybrydowej ........................ 9
3. Baryła P.: Wyznaczenie naprężeń w gruncie pod stopą fundamentową przy zastosowaniu metody
analizy perturbacji stochastycznej ................................................................................................... 11
4. Bienias M.: Dziwne zbiory w przestrzeniach euklidesowych ........................................................ 13
5. Binienda M.: Wykorzystanie prądów Foucaulta .......................................................................... 15
6. Chebotarev S.: Synthesis and processing of signals with quasicontinuous energy spectrum ....... 17
7. Czubacka E.: Synteza i właściwości związków koordynacyjnych litowców z heksametylenotetraminą ................................................................................................................................................ 19
8. Doniec I.: Oczyszczanie barwników za pomocą cieczy jonowych ................................................. 21
9. Gębicki J.: Chemia radiacyjna – stan obecny i perspektywy rozwoju. Przegląd subiektywny....... 23
10. Gęsiarz H.: Poprawa bezpieczeństwa w transporcie szynowym................................................. 25
11. Gurgenova K.: Rozpuszczalność olejku eterycznego w nadkrytycznym di tlenku CO2 ................ 27
12. Just P.: Otrzymywanie odlewów z żeliwa sferoidalnego metodą pełnej formy przy zastosowaniu
sferoidyzacji w formie ..................................................................................................................... 29
13. Kaczmarek A.: Kompleksy wybranych metali z ligandami należącymi do grup witamin. Synteza oraz
niektóre właściwości fizyko- i biochemiczne.................................................................................... 31
14. Kaczorowski P.: Wpływ imregnacji palladynem na właściwości fizykochemiczne i aktywność
katalizatorów Pd/Cu:Cr2O3:Al2O3 w reakcji syntezy metanolu ......................................................... 33
15. Kamińska D.: Rozpoznawanie stanów emocjonalnych w mowie naturalnej .............................. 35
16. Kapusta P.: Przyspieszenie podstawowych działań algebry liniowej na potrzeby rekonstrukcji
obrazów w tomografii pojemnościowej z wykorzystaniem systemów GPGPU ................................ 37
17. Kazimierczak T.: Mechaniczna modyfikacja proszków węglowych wytwarzanych metodami CVD
wspomaganymi plazmą częstotliwości radiowej ............................................................................. 39
18. Kokoszkiewicz M.: Plac Wolności w Łodzi – przebudowa ponowoczesna druga. Człowiek i Plac
........................................................................................................................................................ 41
19. Komorowski J.: Wpływ różnorodnych kombinacji parametrów procesu odwrócenia frontu
krystalizacji w krzemie w reaktywnym procesie próżniowym na strukturę otrzymanych cienkich
warstw krzemowych przetopionych na podłożu molibdenowym ................................................... 43
20. Krasiński M.: Uczące się systemy automatów komórkowych w symulacji procesów cieplnych . 45
21. Król K.: Fitoremediacja gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi............................................ 47
22. Kucharski D.: Właściwości kompozytowych, warstwowych powłok tlenkowo – hydroksyapaty towych wytworzonych metodą zol – żel na stopie tytanu Ti6Al7Nb ................................................ 49
23. Kucner A.: Wpływ procesu odwadniania osmotycznego na zawartość związków fenolowych w
wybranych owocach jagodowych .................................................................................................... 51
24. Kucner M.: Alternatywne metody oczyszczania soku surowego uzyskanego z krajanki
buraczanej ....................................................................................................................................... 53
25. Kuśmierczak J.: Zastosowanie granulowanego tlenowego osadu czynnego do usuwania
wybranych farmaceutyków ............................................................................................................. 55
26. Majchrowicz M.: Przyspieszenie rekonstrukcji obrazu w Elektronicznej Tomografii
Pojemnościowej poprzez wykorzystanie rozproszonych systemów heterogenicznych.................... 57
27. Nowotniak R.: Metaoptymalizacja kwantowo inspirowanych algorytmów ewolucyjnych w
Polskiej Infrastrukturze Gridowej PL-GRID ...................................................................................... 59
28. Osiewała L.: Elektrochemiczna i fotoelektrochemiczna degradacja wybranych związków
hydrotropowych .............................................................................................................................. 61
29. Pawłowska P.: Bezglutenowe piwo owsiane jako żywność specjalnego przeznaczenia ............. 63
30. Perek A.: Elektrochemiczne, fotochemiczne i fotoelektrochemiczne
unieszkodliwienie
2-etyloheksylosiarczanu sodu (EHS) ................................................................................................ 65
31. Pietruszka M.: Związki karbonylowe, a jakość żytnich destylatów rolniczych ............................ 67
32. Pokrzywa M.: Symulacja komputerowa wymiany ciepła w procesie chłodzenia w przemysłowych instalacjach hartowniczych..................................................................................................... 69
33. Polańczyk A.: Ryzyko wystąpienia zakrzepów w protezach wewnątrznaczyniowych................. 71
34. Polańczyk M.: Lee replanner ...................................................................................................... 73
35. Rosik R.: Porównanie wpływu glikolu propylenowego podawanego metodą MQL z emulgolem
podczas procesu szlifowania tytanu ................................................................................................ 75
36. Sekuła B.: Końska albumina surowicza – nośnik leków przeciwzapalnych ................................. 77
37. Shmigelskyi P.: Modeling of thermal processes in multilayer composites ................................. 79
38. Sierański T.: Związki koordynacyjne berylowców z wybranymi ligandami N-donorowymi o
sztywnej konformacji ...................................................................................................................... 82
39. Skonieczka S.: Klasyfikacja stopnia uszkodzenia mięśnia sercowego na podstawie parametrów
tekstury obrazów ultrasonograficznych z zastosowaniem środka cieniującego............................... 84
40. Skwierczyński P.: Wytwarzanie nanostrukturalnych warstw C/HAp hybrydową metodą plazmową RF PACVD MS dla potrzeb medycyny ......................................................................................... 86
41. Strzelczyk P.: Badania krystalograficzne kompleksów awidyny z pochodnymi biotyny ............. 88
42. Szufa Sz.: Proces toryfikacji w warunkach izotermicznych roślin ślazowca rosnących w glebach
zanieczyszczonych ........................................................................................................................... 90
43. Świerczyński J.: Hybrydowa metoda wykorzystywana do chłodzenia strefy skrawania w
procesie szlifowania ........................................................................................................................ 92
44. Torzewicz T.: Generacja kompaktowych modeli termicznych systemów elektronicznych na
podstawie pomiarów odpowiedzi temperaturowej wykonanych z automatyczną kontrolą
warunków chłodzenia...................................................................................................................... 94
45. Trippner-Hrabi J.: Wyzwania rynku pracy XXI wieku. Co przyniesie przyszłość? ........................ 96
46. Trofimov A.: Continous wideb and polyphase signals synthesis using interative method
“Symbol by Symbol” ........................................................................................................................ 98
47. Wąs Ł.: Zbadanie szybkości działania metody PCA za pomocą karty graficznej i GPU Computing
implementacja własnych współczynników do stabilizacji wyników metody głównych składowań
...................................................................................................................................................... 100
48. Ziemińska-Stolarska A.: Analiza wpływu zmian strumieni miogenów na stopień eutrofizacji wód
w Zbiorniku Sulejowskim ............................................................................................................... 102
49. Zieliński K.: Struktury krystaliczne wołowej (BSA) oraz króliczej (RSA) albuminy surowiczej krwi
...................................................................................................................................................... 104
ANALIZA PROCESÓW WYMIANY CIEPŁA ZACHODZĄCYCH W WYMIENNIKU CIEPŁA
TYPU RURKA CIEPŁA Z CZYNNIKIEM ROBOCZYM R134A
Doktorant: mgr inż. Łukasz Adrian
Promotor: dr hab. inż. Andrzej Gorczakowski prof. PŁ
* Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Wydział Mechaniczny
Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
W pracy przedstawiono wyniki badań nad wymiennikiem ciepła typu rurka ciepła dla różnych
temperatur. Wyniki badań pokazują efekty przemian fazowych dla cieczy roboczej w postaci czynnika
chłodniczego R134a, oraz wpływu jej ilości na pracę i wydajność rurki ciepła. Jednym z głównych celów
badań jest analiza i ocena efektywności rurek ciepła dla różnych ilości płynu roboczego w różnych
temperaturach zarówno w sekcji parownikowej (dostarczanie ciepła) jak i w sekcji skraplacza (odbiór
ciepła). W pracy przedstawiono wyniki badań nad rzeczywistym wymiennikiem ciepła typu rurka ciepła
wykonanym z miedzi o długości 1769 mm, średnicy 18mm i grubości ścianki 1mm. Realizacja badań
polegała na umieszczeniu rurki ciepła w wymienniku ciepła typu rura w rurze w celu dostarczenia i
odbioru ciepła do i z rurki ciepła. Wcześniejsze badania na rurce ciepła z próżnią i powietrzem wewnątrz,
pokazały, że istnieje znikomy strumień ciepła przewodzony przez ściany rurki ciepła wzdłuż jej osi.
Podczas wypełniania rurki 50 g płynu R-134A (to jest około 10% pojemności) następuje znaczny wzrost
strumienia ciepła odbieranego i oddawanego przez rurkę ciepła. Wyniki pomiarów dla próżni, powietrza i
dla różnych ilości czynnika chłodniczego R134a są przedstawione w tej pracy.
ANALYSIS OF HEAT TRANSFER PROCESSES TAKING PLACE IN HEAT PIPE
EXCHANGER WITH WORKING FLUID R134A
PhD Student: mgr inż. Łukasz Adrian
Supervisor: dr hab. inż. Andrzej Korczakowski prof. PŁ
*Department of Heat Technology and Refrigeration,
The Faculty of Mechanical
Technical University of Lodz, Poland
e-mail address: [email protected]
Abstract:
This work presents results of research of the heat exchanger type heat pipe at different
temperatures. The results of research show the effects of phase transitions for operating fluid as
refrigerant R134A, its quantity and its impact on work and efficiency of the heat pipe [1]. One of the
main goals is to analyze and evaluate the efficiency of heat pipes for different quantities working fluid
and associated phase transitions at different temperatures on both the supply of heat and warm reception.
This work presents results of studies on the actual heat pipe heat exchangers made of copper with a length
of 1769 mm, a diameter of 18mm and wall thickness of 1mm. Implementation of research was to put both
of which supply heat to the evaporator section and the location section of the condenser in flow heat
exchanger that delivers and receives heat from the heat pipes on a tube type heat exchanger in the pipe
[2].
Previous studies on the heat pipe with a vacuum and with air inside, proved that there is a
negligible heat flux conducted through the pipe walls along its axis. While filling the pipe with 50 g fluid
R-134A (it is about 10% of its capacity) it shows a significant increase in heat flux received and given off
by the heat pipe. Measurement results for the vacuum, air and for different quantities refrigerant R134A is
presented in this work.
KONCEPCJA ORAZ STANOWISKO DOŚWIADCZALNE MIKROSIŁOWNI HYBRYDOWEJ
Doktorant: Łukasz Antczak
Promotor: dr hab. inż. Władysław Kryłłowicz, prof. PŁ
* Instytut Maszyn Przepływowych
Streszczenie:
W artykule zostanie przedstawiona koncepcja dwupaliwowej (biomasa oraz energia geotermalna)
mikrosiłowni hybrydowej. Stanowisko doświadczalne tej siłowni jest budowane w Instytucie Maszyn
Przepływowych Politechniki Łódzkiej. Mikrosiłownia (binarna w sensie termodynamicznym) składa się z
dwóch obiegów: górnego obiegu parowego zasilanego energią ze spalania paliwa oraz obiegu dolnego
wspomaganego energią geotermalną ( wykorzystujacego czynnik HFE 7100 jako medium robocze).
Projekt ten jest finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w Polsce. Prezentacja
obejmować będzie stanowisko doświadczalne ze szczególnym uwzględnieniem obu turbin: turbiny
parowej i turbiny ORC wraz z pierwszymi wynikami badań.
CONCEPT AND A TEST STAND OF THE HYBRID MICRO POWER PLANT
PhD Student: Łukasz Antczak
Supervisor: Prof. Władysław Kryłłowicz
* Institute of Turbomachinery
e-mail address:[email protected]
Abstract:
A concept of the hybrid micro power plant (double-fuelled: organic fuel and geothermal energy)
will be presented. The test stand has been built at the Institute of Turbomachinery, TUL. A micro power
plant (of the binary type in the thermodynamic sense) consists of two cycles: an upper steam cycle using
energy from the combustion of fuel and a geothermal energy assisted bottom cycle (an ORC with HFE
7100 as the working fluid). The construction of the prototype of this power plant has been funded by the
National Center for Research and Development, Poland. The test stand with a special focus on both the
turbines: a steam turbine and an ORC turbine and the first experimental results will be described.
WYZNACZENIE NAPRĘŻEŃ W GRUNCIE POD STOPĄ FUNDAMENTOWĄ PRZY
ZASTOSOWANIU METODY ANALIZY PERTURBACJI STOCHASTYCZNEJ
Doktorant: Patrycja Baryła
Promotor: dr hab. inż. Marek Lefik, prof. PŁ
* Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich
Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
Streszczenie:
Kąt tarcia wewnętrznego jest jednym z najważniejszych parametrów wytrzymałościowych w
geotechnice. Determinuje nośność na ścinanie oraz ma znaczny wpływ na odpór gruntu. Jego
wartość zależy od wielu czynników, m in. wymiaru ziarn, ich kształtu oraz stopnia zagęszczenia
gruntu.
Podłoże gruntowe, jako z natury niejednorodne, jest niezwykle trudne do opisu
z inżynierskiego punktu widzenia. Przedmiotem niniejszej pracy jest opis zagadnienia
inżynierskiego jakim jest naprężnie pod stopą fundamentową za pomocą metody analizy
stochastycznej z użyciem rozwinięcia szeregu Tylora dla charakterystyk losowych.
Jako wejściową zmienną losową przyjęto wartość oczekiwaną kąta tarcia wewnętrznego
wyznaczoną dla zbioru wielkości pomierzonych laboratoryjnie. Za pomocą analizy stochastycznej
wyznaczono odpór gruntu pod stopą fundamentową o wymiarach jednostkowych, posadowioną w
gruncie sypkim, obciążoną jednostkową siłą pionową. Rozważono stan graniczny nośności.
Wyznaczone zostały wartość oczekiwana naprężeń, wariancja, skośność i kurtoza. Poprawność
zastosowanej metody
sprawdzono porównując wyniki z wynikami
metody statystycznej Monte Carlo
uzyskanymi za pomocą
PERTURBATION-BASED STOCHASTIC METHOD APPROACH TO THE STRESS
INTO SOIL UNDER THE SPOT FOOTING
PhD Student: Patrycja Baryła
Supervisor: dr hab. inż. Marek Lefik, prof. PŁ
* Department of Geotechnics and Engineering Structures
Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering
e-mail [email protected]
Abstract:
The angle of internal friction is one of the most important strength parameters in geotechnics. It
determines shear strength and has significant influence on the resistance of the soil. Its value depends
on many factures i.a. the dimensions and shape of the particles and soil’s density.
The subsoil, heterogeneous in its nature, is very hard to describe from an engineer’s point of
view. The aim of this paper is to describe the stress under the spot footing using perturbation-based
stochastic method with the Taylor expansions of probability characteristics.
The input variable is the expected value of the angle of internal friction, counted by set of
laboratory measured values. Resistance of soil under the unit spot footing embedded into loose
ground and loaded by an unit vertical force, was assigned by stochastic method. The ultimate
limit state was considered.
Expected value, variance, skewness and kurtosis of the stress value were determined. Used
method was validated by comparison with the results given by Monte Carlo statistic method.
DZIWNE ZBIORY W PRZESTRZENIACH EUKLIDESOWYCH
Doktorant: Marek Bienias
Promotor: dr hab. Artur Bartoszewicz, prof. PŁ
Instytut Matematyki
Wydział FTIMS
Streszczenie:
Zbiór w przestrzeni euklidesowej nazywamy dziwnym jeśli ma nietrywialne, nieintuicyjne i
ciekawe własności geometryczne lub algebraiczne. Zbiorem Mazurkiewicza (ang. two point set)
nazywamy zbiór na płaszczyźnie rzeczywistej, który przecina każdą prostą w dokładnie dwóch punktach.
W referacie wskazane zostaną konstrukcje zbiorów Mazurkiewicza (wykorzystujące zasadę rekursji
pozaskończonej), które są: zbiorem całkowicie niemierzalnym względem pewnych ideałów lub zbiorem s
niemierzalnym (względem algebry zbiorów Marczewskiego). Ponadto zostanie udowodniony fakt, że
każdy zbiór Mazurkiewicza jest sumą dwóch bijekcji. (Ogólnie dowolny zbiór Mazurkiewicza jest sumą
dwóch funkcji).
STRANGE SUBSETS OF EUCLIDEAN SPACES
PhD Student: MarekBienias
Supervisor: Prof. Artur Bartoszewicz
Institute of Mathematics
The Faculty of Technical Physics, Information Technology and Applied Mathematics
Abstract:
We say that a subset of an euclidean space is strange if it has non-trivial, interesting algebraic or
geometric properties. We call a subset of the real plane a two point set if it intersects every straight line in
exactly two points. During the talk it will be shown some constructions (using the transfinite recursion) of
two point sets that have some additional properties like completely non-measurability (with respect to
some ideal) or s – Marczewski non-measurability. More, it will be recalled that any two point set can be
decomposed into two functions, with the proof that any two point set is an union of two bijections.
WYKORZYSTANIE PRĄDÓW FOUCAULTA
Doktorant: Marek Binienda
Promotor: Prof. dr. hab. in.ż. Zdzisław Haś
* Instytut Inżynierii Materiałowej
Streszczenie:
We wrześniu 1855 roku Jean Bernard Léon Foucault odkrył, że siła potrzebna do obracania krążka
miedzi wzrasta jeżeli jest on umieszczony w polu magnetycznym. W krążku tym indukowały się prądy
wirowe zwane również prądami Foucaulta, które równocześnie powodowały nagrzewanie się metalu.
Zjawisko indukowania się prądów Foucaulta może mieć zarówno szkodliwe działanie jak i
pożądane skutki, wykorzystywane w technice. Prądy te szkodliwie wpływają na sprawność
transformatorów. Ciepło wydzielane w przewodzących prąd rdzeniu powoduje straty energii. Znane są
metody minimalizacji tego zjawiska poprzez sposób wykonania rdzenia z pakietów odizolowanych blach,
zamiast jednolitych brył metalu.
Jednakże pożądane zjawiska związane z indukowaniem się prądów Foucaulta znalazły szerokie
zastosowanie w praktyce. Prądy te generują zarówno ciepło jak i są źródłem sił elektromagnetycznych.
Ogrzewanie w wyniku przepływu prądów jest wykorzystywane w piecach indukcyjnych, do
rozgrzewania materiałów, generacji plazmy.
Siły elektromagnetyczne zaś są wykorzystywane w zjawiskach lewitacji magnetycznej oraz w
hamulcach magnetycznych. Szerokie zastosowanie prądy Foucaulta znalazły w nieniszczącącej
diagnostyce struktur metali (defektoskopia wiroprądowa).
Zjonizowany gaz jest środowiskiem przewodzącym prąd elektryczny. W plazmotronach ICP
(Inductively Coupled Plasma) energia pola magnetycznego cewki indukuje przepływ prądów Foucaulta w
gazie, powodując jego silne nagrzewanie. W wyniku tego zjawiska powstaje plazma, która może być
wykorzystana w procesach obróbki cieplno chemicznej metali. W zbudowanym plazmotronie
wytworzono plazmę w.cz. o pierścieniowym charakterze wyładowania w środowisku zjonizowanego
azotu w celu opracowania metody dyfuzyjnego umacniania warstwy wierzchniej narzędzi skrawających o
małych rozmiarach.
FOUCAULT CURRENTS APPLICATION
PhD Student: Marek Binienda
Supervisor: Prof. Zdzisław Haś
* Institute of Materials Science and Engineering
Faculty of Mechanical Engineering,
Abstract:
In September 1855, Jean Bernard Léon Foucault discovered that the force required to rotate the
disc of copper increases when it is placed in a magnetic field. The swirling currents induced into the disc
are known as Foucault currents, which also cause heating of the metal.
The phenomenon of induction of the Foucault currents can have either harmful or desirable effects.
These currents adversely affect the efficiency of transformers. The heat generated in the conductive core
causes energy losses. The method of minimize this phenomenon is solved by way of making the core of
the isolated metal packages, instead of a single solid metal.
However desirable phenomena related to the induction of the Foucault currents are widely used in
many applications. These currents can generate a heat and can be a source of electromagnetic forces.
Heating due to currents is used in induction furnaces, the heating of materials or generation of plasma.
Electromagnetic forces are used in magnetic levitation and magnetic brakes. The extensive use of
Foucault currents found in the nondestructive detection (eddy current detection).
Ionized gas is electrically conductive environment. In the ICP (inductively coupled plasma) energy
of the magnetic field coil induces Foucault currents flow in the gas, causing overheating. As a result of
this phenomenon arises plasma, which can be used in the processes of chemical heat treatment of metals.
The designed and constructed original device sustains RF plasma ring discharge in a ionized nitrogen
environment to develop methods of diffuse strengthening the surface layer of cutting tools.
Синтез и обработка сигналов с квазинепрерывным энергетическим спектром
Doktorant: Sergey Chebotarev
Promotor:Nikolay Bystrov, prof. NovSU
Institute of Electronic and Information Systems
Radiosystem Faculty
NovSU, Russia
Streszczenie:
В работе рассмотрен метод синтеза нового вида сигналов с многопозиционной фазовой
манипуляцией,
обладающих
псевдослучайной
амплитудной
структурой
огибающей
энергетического спектра. Данные сигналы являются альтернативой сигналам, которые активно
используются в настоящее время в радиолокационных системах и представляют собой
когерентную пачку радиоимпульсов, следующих с высокой частотой повторения. Основным
достоинством данного режима является возможность обнаружения слабых высокоскоростных
целей за счёт качественной частотной селекции мощных отражений от подстилающей
поверхности. Наиболее существенным недостатком данных сигналов является высокая степень
неоднозначности измерения дальности.
Предлагаемые сигналы позволяют осуществлять спектральную режекцию отражений от
подстилающей поверхности при сохранении высокого разрешения по дальности и доплеровскому
сдвигу частоты и однозначного измерения их параметров.
Рассмотрен метод синтеза сигналов с квазинепрерывным
энергетическим
спектром
на
основе
троичных
последовательностей (ТП). Введены показатели качества
синтеза сигнала, проведён анализ их зависимости от параметров
исходных ТП (пик-фактор, среднеквадратический уровень
боковых лепестков ПАКФ, число градаций фазы). Предложены
и исследованы методы расширения зоны режекции в частотной
области мощных мешающих отражений.
На рисунке 1 представлен энергетический спектр
синтезированного сигнала. На рисунке 2 приведены результаты
обработки линейной смеси сильного и слабого сигналов (без
Рисунок 1
использования и с использованием частотной режекции).
Рисунок 2 – Результаты обработки линейной смеси сигналов
SYNTHESIS AND PROCESSING OF SIGNALS WITH QUASICONTINUOUS ENERGY
SPECTRUM
PhD Student: Sergey Chebotarev
Supervisor: Prof. N. Bystrov
The Faculty of Radiosystem
Novgorod State University, Russia
Abstract:
This article presents a method of synthesis of new type multi-position phase-shift keying signals
with quasicontinuous energy spectrum structure. These signals are alternative to widely used type of
signals, which are coherent packet of radio pulses with high repetition rate. The main advantage of
currently using signals is the ability to detect low power targets. This feature is achieved due to highquality frequency selection of high-power reflections from underlying surface. The most significant
drawback of this type of signals is a high degree of ambiguity of the range measurement.
New type of signals allows spectral rejection of reflections from
underlying surface while maintaining high resolution and unambiguous
measurement of range and Doppler frequency.
A method of synthesis of signals with quasicontinuous energy
spectrum based on ternary sequences is considered. Synthesis quality
characteristics are introduced and analyzed versus initial ternary
sequence parameters (peak-factor, ACF sidelobes RMS, number of
phase gradations). Methods of rejection zone extension are proposed.
Figure 1 shows the energy spectrum of synthesized signal.
Figure 1
Figure 2 shows the processing results of linear sum of strong
and weak signals (without and with spectral rejection).
dB
dB
Frequency
Delay
Frequency
Figure 2 – Results of linear signal sum processing
Delay
SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW KOORDYNACYJNCH LITOWCÓW
Z HEKSAMETYLENOTETRAMINĄ
Doktorant: Ewelina Czubacka
Promotor: prof. dr hab. inż. Marek Główka
Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Jony metali z rodziny litowców pełnią ważne funkcje w prawidłowym funkcjonowaniu układów
biologicznych, m.in. są niezbędne w działaniu niektórych enzymów białek i peptydów, nukleotydów oraz
niektórych lipidów w błonach komórkowych. Z tego powodu chemia koordynacyjna kationów, zwłaszcza
Na+ i K+ ma ogromne znaczenie ze względu na ich istotną rolę w procesach biologicznych.
Heksametylenotetramina (hmta) jest czterofunkcyjnym, neutralnym ligandem organicznym, który
może być wykorzystywany jako modulator sfery koordynacyjnej lub jako blok budulcowy w syntezie
związków dwu- i wielojądrowych (jako środek sieciujący). Dzięki temu jest on wykorzystywany do
otrzymywania nowych supramolekularnych struktur z jonami metali via różne typy koordynacji.
W celu określenia właściwości chemicznych i koordynacyjnych układów zawierających
biologicznie i technicznie ważne litowce i heksametylenotetraminę, otrzymano szereg związków
wychodząc z różnych soli nieorganicznych litowców, a następnie określono ich charakterystykę
spektroskopową i termiczną.
Okazało się, że tworzenie różnych typów związków koordynacyjnych w przypadku fluorowców i
tiocyjanianów jest silnie uwarunkowane rodzajem litowca. Lit wykazuje wyraźną tendencję do tworzenia
monomerów, gdzie hmta znajduje się w zewnętrznej sferze koordynacji, sód – do tworzenia dimerów ze
skoordynowaną cząsteczką hmta, a potas i rubid do tworzenia polimerów koordynacyjnych.
SYNTHESIS AND PROPERTIES OF AKALI METAL COORDINATION COMPOUNDS WITH
HEXAMETHYLENETETRAMINE
PhD Student: Ewelina Czubacka
Supervisor: Prof. Marek Główka
Institute of General and Ecological Chemistry
The Faculty of Chemistry
Abstract:
The alkali metal ions play important roles in biological systems, for example they incorporate into
important biological molecules such as enzymes, proteins and peptides, nucleotides and membrane lipids.
The coordination chemistry of cations such as Na+ and K+ is of the utmost importance because of their
significant role in biological processes.
Hexamethylenetatramine (hmta) is a tetradentate neutral organic ligand which can be utilized as
outer coordination sphere modulator of inner coordination sphere or as a building block of di- and
multinuclear compounds (as a crosslinking agent). It has been used to assemble new supramolecular
structures with metal ions via various coordination modes.
In order to determine the chemical and coordination properties of systems containing biologically
and technically important alkali metal and hexamethylenetetramine, number of compounds have been
obtained starting from different alkali metal inorganic salts, and then determined their spectroscopic and
thermal characterization.
It turned out that the formation of different types of coordination compounds in case of
halogenides and thiocyanates is strongly conditioned by a kind of an alkali metal. Lithium shows a
marked tendency to forming monomers, where hmta is located in the outer coordination sphere, sodium –
to creating a dimer molecules with coordinated hmta and potassium and rubidium for the formation of
coordination polymers.
OCZYSZCZANIE BARWNIKÓW ZA POMOCĄ CIECZY JONOWYCH
Doktorant: Izabela Doniec
Promotor: dr hab. inż. Krzysztof Wojciechowski, prof. PŁ
* Instytut Inżynierii Środowiska
Streszczenie:
Barwienie produktów takich jak papier, dywany, odzież, plastik, skóra, kosmetyki i produkty
spożywcze wiąże się z produkcją kolorowych ścieków, które powinny być oczyszczone przed
odprowadzeniem ich do środowiska. Barwniki w ściekach powodują wzrost poziomu toksyczności i
gwałtowny wzrost chemicznego zapotrzebowania na tlen; maleje przenikalność światła, co wiąże się z
zahamowaniem procesów fotosyntezy i zaburzeniem naturalnej równowagi środowiska wodnego. Nawet
niskie stężenie barwnika jest widoczne gołym okiem, dlatego tak ważne jest usuwanie ich ze środowiska.
Najważniejszą cechą barwników jest ich trwałość – w gotowym produkcie jest to zaleta, jednak
kiedy barwnik dostaje się do środowiska, staje się to wadą. Do odbarwiania ścieków wykorzystuje się
procesy adsorpcji, flokulacji i zmętniania.
Ciecze jonowe są substancjami, których budowa chemiczna pozwala na tworzenie z ich udziałem
soli nierozpuszczalnych lub soli o niskiej rozpuszczalności. Właściwość ta została użyta w badaniach nad
wykorzystaniem cieczy jonowych do usuwania barwników z roztworów wodnych.
Ekstrakcja cieczami jonowymi może być alternatywną metodą usuwania barwników ze ścieków
obok tych metod, które są obecnie stosowane.
W pracy zostanie omówiony proces oczyszczania barwników za pomocą cieczy jonowych, jego
efektywność i możliwość wykorzystania cieczy jonowych w obiegu zamkniętym.
REMOVAL OF DYES USING IONIC LIQUIDS
PhD Student: Izabela Doniec
Supervisor: Prof. Krzysztof Wojciechowski
* Institute of Environmental Engineering
The Faculty of Architecture, Civil Engineering and Environmental Engineering
e-mail address: izabela.doniec@ p.lodz.pl
Abstract:
Manufacturing of paper, carpets, clothes, leather, cosmetics and food produces colour effluent
which should be removed before drain to the environment. Dyes in wastewater increase toxicity and
chemical oxygen demand and decrease the light penetration which is combined with photosynthesis.
These things interfere with the natural balance of the aquatic environment. Even low concentrations of the
dye is visible, so it is important to remove it from the environment.
The most important feature of the dyes is their stability - in the final product this is an advantage,
but when dye gets into the environment, it becomes a disadvantage. Decolorizations process uses
adsorption, flocculation and turbidity.
Ionic liquids are substances whose chemical structure allows the creation of insoluble salts or
salts of low solubility. This property has been used in studies on the use of ionic liquids for the removal
of dyes from aqueous solutions.
Extraction with ionic liquids may be an alternative method of removing dyes from wastewater.
This paper will discuss the process of removal of dyes using ionic liquids, their effectiveness and
the possibility of using ionic liquids in a closed circuit.
CHEMIA RADIACYJNA – STAN OBECNY I PERSPEKTYWY ROZWOJU.
PRZEGLĄD SUBIEKTYWNY
Dr hab. inż. Jerzy L. Gębicki
Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej, Wydział Chemiczny,
Politechnika Łódzka, Łódź, Polska
Streszczenie:
Chemia radiacyjna to dziedzina zajmująca się procesami fizykochemicznymi spowodowanymi
przekazaniem energii od cząstki lub kwantu promieniowania jonizującego cząsteczkom ośrodka. Podczas
bez mała stu lat jej rozwoju opracowano dogodne narzędzia do generowania i badania wolnych rodników,
które są nieodłączną częścią naszego życia. Współcześnie trudno przecenić wkład chemii radiacyjnej do
badań w dziedzinach biochemii, radiobiologii, czy radioterapii. Jednakże wolne rodniki to nie tylko
biologia. Inżynieria materiałowa wykorzystująca nowoczesne tworzywa polimerowe, czy też mikro- i
nanoagregaty metaliczne korzysta także z metod wypracowanych przez chemię radiacyjną. Jednym z
oczywistych obszarów zainteresowań tej dziedziny nauki są materiały będące w ciągłym kontakcie z
promieniowaniem jonizującym, a więc używane przy konstrukcji elektrowni jądrowych czy w
zabezpieczaniu odpadów promieniotwórczych.
CURRENT STATUS AND PERSPECTIVES OF RADIATION CHEMISTRY.
A SUBJECTIVE REVIEW
Dr Jerzy L. Gębicki
Institute of Applied Radiation Chemistry, Faculty of Chemistry,
Lodz University of Technology, Lodz. Poland
Abstract:
Radiation chemistry probes the changes induced in a medium upon absorption of energy
delivered by ionizing radiation. During almost hundred years of its development radiation chemistry has
elaborated powerful tools to generate and study free radicals, which are an inherent part of our life. The
contribution of radiation chemistry to biochemistry, radiobiology, and radiotherapy can hardly be
overestimated nowadays. However, free radicals are important not only in biology. Advanced materials
including plastics or metal micro- and nanoclusters are also produced or processed by means of radiationchemical methods. Strongly developing field are studies of materials constantly exposed to ionizing
radiation like those used in nuclear power plants or for depositories of spent nuclear fuel.
\
POPRAWA BEZPIECZEŃSTWA W TRANSPORCIE SZYNOWYM
Doktorant: Hubert Gęsiarz
Promotor: prof. dr hab. inż. Sławomir Wiak
* Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych …
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki
Streszczenie:
Migracja
ludzi
skłania
do
poszukiwania
coraz
szybszych,
tańszych
i bezpieczniejszych metod przemieszczania się. Z kolei zwiększająca się ilość dwutlenku węgla
w powietrzu wskazuje na potrzebę rozwoju systemów komunikacyjnych które emitują niską zawartość
do środowiska. Środkiem transportu który spełnia powyższe warunki jest kolej. Widać wyraźnie w
ostatnich latach rozwój kolei dużych prędkości. Na zachodzie Europy, w Chinach, oraz Ameryce
Północnej transport kolejowy jest bardzo popularny i codziennie korzystają z niego miliony osób.
Problemem któremu stawiamy czoło jest poprawa bezpieczeństwa w transporcie szynowym. Systemy
zapewniające bezpieczeństwo u poszczególnych przewoźników nie są spójne i przysparza to wielu
problemów na trasach gdy przekraczane są granice Państw. Od 1996 roku trwają prace nad unifikacją
systemów
transportu
szynowego
na
terenie
Unii
Europejskiej.
Konsorcjum
firm
Alstom, Thales, Invensys, Ansaldo Signal, Siemens i Bombardier stworzony został system ERMTS
(The European Rail Traffic Management System ) który na celu ma ujednolicenie systemów
zarządzania ruchem w Europie. W skład systemu ERMTS wchodzą ETCS – system sterowania ruchem
oraz GSM-R – system łączności. Działanie systemu ETCS polega na przekazywaniu poprzez
obwody torowe do lokomotywy sygnału o zajętości torów i dopuszczalnej maksymalnej szybkości.
System ten poza zabezpieczeniem przed kolizjami służyć ma również do przewidywania awarii
lokomotywy oraz taboru kolejowego a jego rowój polegać ma na:
1. Określenie najlepszych źródeł informacji uprzedzających o uszkodzeniu w lokomotywie
2. Określenie sposobu wydobycia tych informacji z sygnałów pomiarowych
3. Rozwoju inteligentnych metod obliczeniowych i predykcji uszkodzeń.
Prowadzone
prace
mają
szanse
na
wdrożenie
w
systemie
ETCS
stosowanym
na terenie całej EU ze względu na zapewnione finansowanie Komisji Europejskiej dla najbardziej
obiecujących wyników badań.
IMPROVE SAFETY IN RAIL TRANSPORT
PhD Student: Hubert Gęsiarz
Supervisor: Prof. Sławomir Wiak
Institute of Mechatronics and Information Systems
The Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering
Abstract:
The
migration
of
people
has
required
man
to
look
for
faster,
cheaper
and
safer
ways
of
movement. The
increasing
amount
of
carbon
dioxide
in the air has indicated the need to develop means of transport that emit low levels of
. Rail transport
satisfies both conditions. We have observed in recent years the development of high-speed rail. In
Western Europe, China, and North America, rail transport is very popular and millions of people use them
every day. The problem which we face is in improving the safety of rail transportation. The safety
systems implemented by individual rail-transport carrier are not the same and this poses many problems
on routes that involve trans-border crossings. Since 1996, work has been going on the unification of rail
transportation systems in the European Union. A consortium of Alstom, Thales, Invensys, Ansaldo
Signal, Siemens and Bombardier created the ERTMS system (The European Rail Traffic Management
System) to standardise traffic management systems in Europe. The ERTMS includes ETCS - traffic
control system and GSM-R - communication system. ETCS operates by transferring busy track signals
and the maximum speed limit to the locomotive. This system, besides protecting against collisions, is also
used to predict a breakdown of the locomotive and rolling stock as its development requires the
following:
1. Determination of the most appropriate source of information that will predict any damage on the
locomotive;
2. Determination of strategies for extracting this information from the measured signals; and
3. Development of computational intelligence methodologies for data analysis and the fault
prediction.
The ongoing work has a chance of being implemented in the ETCS system that will be applied in EU
member countries due to the funding guaranteed by European Commission for the most promising
research results.
ROZPUSZCZALNOŚĆ OLEJKU ETERYCZNEGO W NADKRYTYCZNYM
DITLENKU WĘGLA CO2
Doktorant: Karina Gurgenova
Promotor: prof. dr hab. inż. Ireneusz Zbiciński
Katedra Procesów Cieplnych i Dyfuzyjnych
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
Streszczenie:
Czarnuszka siewna (Nigella sativa L.) jest jedną z najdawniej znanych roślin o znaczeniu
medycznym. Obecnie obserwuje się rosnące zainteresowanie nasionami czarnuszki i ich
zastosowaniami w medycynie. Nasiona N. sativa zawierają ponad 200 różnych składników, w
tym – zależnie od miejsca uprawy – ponad 100 substancji lotnych. Ograniczona dostępność
szeregu związków lotnych w stanie czystym w nasionach czarnuszki stanowi przeszkodę w
opracowywaniu leków na bazie tej rośliny oraz w badaniach farmakologicznych i
toksykologicznych.
CO2 w stanie nadkrytycznym jest doskonałym medium służącym do wyizolowania
i rozdziału związków lotnych z czarnuszki. Jednak, aby móc zaprojektować takie procesy
potrzebne są dane dotyczące rozpuszczalności związków lotnych w nadkrytycznym CO2.
Stwierdzono, że olejek eteryczny uzyskany na drodze ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych
zawiera dużą ilość tymochinonu (24,5-57%).
Rozpuszczalność różnych związków lotnych w CO2 określono w zakresie ciśnień od 90
do 200 bar w temperaturze do 323 K. Uzyskane wyniki zastosowano w modelu wykorzystując
równanie stanu Penga-Robinsona.
W oparciu o te dane omówiono korelacje między rozpuszczalnością a budową
cząsteczkową komponentów rośliny Nigella sativa L.
SOLUBILITY OF VOLATILE OIL IN SUPERCRITICAL CO2
PhD Student: Karina Gurgenova
Supervisor: Prof. Ireneusz Zbiciński
Department of Heat and Mass Transfer
Faculty of Chemical and Environmental Engineering
Lodz University of Technology, Poland
Abstract:
Black cumin (Nigella sativa L.) is one of the oldest medicinal plants known. At present,
there is significant interest in cumin seeds and its medicinal uses. N. sativa seeds contain more
than 200 different ingredients, including more than 100 volatile components, depending on the
region of cultivation. The poor availability of various volatile components of black cumin seed
as pure compounds is a barrier for the development of black cumin based drugs and for
pharmacological and toxicological studies.
Supercritical CO2 is an excellent medium for the isolation and separation of volatile
components from black cumin. However, to be able to design such processes, data concerning
solubility of the volatiles in supercritical CO2 are required. Volatile oil obtained by supercritical
extraction was found to contain the most thymoquinone (24.5-57%).
The solubility data for various volatile components in CO2 were determined in the
pressure range from 90 to 200 bar at 323 K. Furthermore, the results were modelled using the
Peng-Robinson equation of state.
Based on these data, the correlation between the solubility and molecular structure of
components of Nigella sativa L. has been discussed.
OTRZYMYWANIE ODLEWÓW Z ŻELIWA SFEROIDALNEGO METODĄ PEŁNEJ FORMY
PRZY ZASTOSOWANIU SFEROIDYZACJI W FORMIE
Doktorant: Paweł Just
Promotor: dr hab. inż. Tadeusz Pacyniak, prof. PŁ
* Katedra Technologii Materiałowych i Systemów Produkcji
Streszczenie:
Proces otrzymywania odlewów technologią pełnej formy jest częściowo znany, opracowano jego
podstawy technologiczne i teoretyczne. Proces otrzymywania żeliwa przy zastosowaniu sferoidyzacji w
formie jest również znaną technologią, jednak jest on ciągle w fazie badań i nie opracowano dotąd jego
podstaw. Nie znajduje się zbyt wielu wzmianek w literaturze na temat technologii Inmold.
Pomysł połączenia obu wyżej wymienionych technologii jest nowy. Do dnia dzisiejszego nie są
znane próby ich jednoczesnego wykorzystania przy produkcji odlewów z żeliwa sferoidalnego.
Zarówno technologia sferoidyzacji Inmold jak i technologia odlewnicza Lost Foam posiadają w
stosunku
do
tradycyjnych
technologii
wytwarzania
żeliwa
szereg
zalet.
Dzięki tym technologiom możliwe jest znaczne obniżenie kosztów produkcji i inwestycji
w porównaniu z technologiami tradycyjnymi w związku z tym znajdują one szerokie zainteresowanie.
W związku z powyższym zasadnym wydaje się opracowanie teoretycznych i technologicznych
podstaw procesu otrzymywania żeliwa sferoidalnego przy jednoczesnym wykożystaniu obu wyżej
wymienionych metod odlewniczych.
W pracy przedstawiono wybrane badania nad wyznaczeniem wpływu wybranych parametrów
technologicznych otrzymywania odlewów z żeliwa sferoidalnego metodą pełnej formy z jednoczesnym
zastosowaniem sferoidyzacji w formie na morfologię grafitu w uzyskanych odlewach.
DUCTILE CAST IRON OBTAINING BY LOST FOAM CASTING PROCESS WITH USE
INMOLD SPHEROIDIZATION METHOD
PhD Student: Paweł Just
Supervisor: Prof. Tadeusz Pacyniak
*Department of Materials Engineering and Production Systems
The Faculty of Mechanical Engineering
Abstract:
Process to obtain a lost foam casting technology is partially known, developed its technological
and theoretical basis. The process of obtaining inmold iron spheroidization methode is also well-known
technology, but it is still under investigation and not yet developed the grounds. There are not many
references in the literature on technology Inmold.
The idea of combining these two technologies is new. To date, no known attempt to
simultaneously use in the production of ductile iron castings.
Both the technology lost foam Casting and the spheroidization inmold technology has over
conventional technology of iron several advantages.
These technologies can significantly reduce production costs and investment
compared to traditional technologies, therefore, they are widespread interest. Therefore, it appears
advisable to develop a theoretical and technological bases of the process of obtaining ductile using while
these two methods of casting.
The paper presents selected research on determining the influence of selected technological
parameters of obtain of ductile iron castings using the lost foam of the combined form inmold
spheroidization method of graphite morphology in the resulting castings.
KOMPLEKSY WYBRANYCH METALI Z LIGANDAMI NALEŻĄCYMI DO GRUPY
WITAMIN. SYNTEZA ORAZ NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO- I BIOCHEMICZNE
Doktorant: Agnieszka Kaczmarek
Promotor: Prof. dr hab. inż. Wojciech Wolf
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Witaminy to niskocząsteczkowe związki organiczne, o różnorodnej budowie chemicznej. Pełnią
one bardzo ważną rolę we wszystkich złożonych reakcjach chemicznych zachodzących w organizmach
żywych. W cząsteczkach witamin znajdują się atomy donorowe (N, O, S) umożliwiające pełnienie roli
ligandów w wielu reakcjach. Istnieje wiele doniesień literaturowych na temat połączeń koordynacyjnych
metali z witaminami, co wskazuje, że kompleksy te stanowią interesujący i aktualny temat badawczy.
Praca dotyczy syntezy i właściwości nowych połączeń wyselekcjonowanych metali z wybranymi
ligandami należącymi do grupy witamin. Dla wydzielonych kompleksów wykonano szereg badań fizykoi
biochemicznych.
Pomiary
przewodnictwa
w
roztworach
metanolu,
dimetylosulfotlenku
i
dimetyloformamidu pozwoliły określić typ elektrolitu w tych rozpuszczalnikach. Rozkłady termiczne
kompleksów zostały zbadane w statycznej atmosferze powietrza przy użyciu techniki TG, DTG i DTA.
Analiza widm absorpcyjnych w podczerwieni dała możliwość uzyskania informacji o sposobie wiązania
metalu z ligandem w badanych połączeniach oraz o ewentualnej obecności wody w związkach.
Dyfraktogramy proszkowe dostarczyły informacji o stopniu krystaliczności i izostrukturalność
zsyntetyzowanych kompleksów. Dla użytych ligandów wyznaczone zostało chemiczne chromianowe
zapotrzebowanie tlenu. Zbadano także wpływ ligandów na szybkość poboru tlenu przez osad czynny, na
podstawie której oszacowano stopień inhibicji, informujący o podatności na biodegradację.
COMPLEXES OF CHOSEN METALS WITH LIGANDS
ADHERENT TO THE VITAMINS’ GROUP.
THE SYNTHESIS AND SOME PHYSICS - AND BIOCHEMICAL PROPRIETIES
PhD Student: Agnieszka Kaczmarek
Supervisor: Prof. dr hab. inż. Wojciech Wolf
Institute of General and Inorganic Chemistry
Abstract:
Vitamins are low-molecular organic compounds, about the various chemical construction. They are
very important part in all complicated chemical reactions happening in all alive organisms. In particles of
vitamins are found donor atoms (N, O, S) why they can be used as ligands in many reactions. In the
literature there are many reports about metal complexes with vitamins, so they are still interesting objects
to investigated.
This paper refers synthesis and proprieties of new connections of selected metals with chosen
ligands adherent to the group of vitamins. For the obtained complexes one performed many different
physics- and biochemical research. Measurement of the conductivity in solutions of the methanol,
dimethylosulfoxide and dimethyloformamide permitted to qualify the type of the electrolyte. Thermal
decompositions of synthetized compounds was examined in the static air atmosphere using of the TG,
DTG and DTA technique. The analysis of absorption spectra in the infra-red radiation gave the
information about type of the metal-ligand bond in examining complexes Additionally presence of water
was confirmed. The X-Ray diffraction patterns delivered the information about the degree of the
crystallinity and isostructural of them. For all used ligands was appointed the chemical chromate oxygen
demand. The influence of ligands on the speed of the receiving of the oxygen by the active sediment was
also examined. On this base was estimated the degree of the inhibition, informing about the
biodegradability.
WPŁYW IMREGNACJI PALLADEM NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I
AKTYWNOŚĆ KATALIZATORÓW Pd/Cu:Cr2O3:Al2O3 W REAKCJI SYNTEZY METANOLU
Doktorant: Piotr Kaczorowski
Promotor: dr hab. inż. Tomasz Maniecki
* Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej
Wydział Chemiczny
e-mail:[email protected]
Streszczenie:
Wyniki przedstawione poniżej związane są z analizą wpływu azotanu (V) palladu na właściwości
fizykochemiczne i aktywność katalizatorów xCuO:yCr2O3:zAl2O3 (gdzie x:y:z wyniosło odpowiednio:
1:0,5:1; 0,5:0,5:1, 0,25:0,5:1, 1:2:1), stosowanych do syntezy metanolu z gazu syntezowego wg
reakcji:
CO+H2CH3OH+H2O
Jako nośniki katalizatorów wykorzystano układy tlenkowe xCuO:yCr2O3:zAl2O3 przygotowane
metodą współstrącania z użyciem amoniaku. Następnie mieszanina wodorotlenków została poddana
procesowi suszenia (T=100oC przez czas 24h) i kalcynacji w atmosferze powietrza (T=400oC w czasie
3,5h). Katalizatory Pd/Cu:Cr2O3:Al2O3 przygotowano metodą mokrej impregnacji wykorzystując
roztwór azotanu (V) palladu. Właściwości fizykochemiczne zostały określone przy użyciu
następujących technik badawczych: XRD, i TPR-H2. Testy aktywności przeprowadzono w układzie
przepływowym pod ciśnieniem 30 MPa i w dwóch temperaturach 260 i 290oC. Produkty powstałe w
wyniku badanej reakcji zostały zanalizowane przy pomocy chromatografii gazowej (GC).
Uzyskane
wyniki
wskazują
jednoznacznie,
iż
katalizatory
z azotanu (V) palladu wykazują czterokrotnie wyższą aktywność katalityczną
katalizatorów
nieimpregnowanych.
Katalizatory
nieimpregnowane
przygotowane
w porównaniu do
osiągały
aktywność
na poziomie 6-8gMetOH/kgkat/h (w 260 i 290°C) podczas gdy katalizatory impregnowane azotanem(V)
palladu
osiągały
42-47gMetOH/kgkat/h.
odpowiednio
w
T1=260°C
10-16gMetOH/kgkat/h
i
w
T2=290°C
THE INFLUENCE OF PALLADIUM IMPREGNATION ON PHYSICOCHEMICAL
PROPERTIES AND ACTIVITY OF Pd/Cu:Cr2O3:Al2O3
CATALYSTS IN METHANOL SYNTHESIS
PhD Student: Piotr Kaczorowski
Supervisor: Prof. Tomasz Maniecki
* Institute of General and Ecological Chemistry
Abstract:
The results presented below are devoted to the influence of palladium nitrate to physicochemical
properties of xCuO:yCr2O3:zAl2O3 catalysts (x:y:z equal: 1:0,5:1; 0,5:0,5:1 , 0,25:0,5:1, 1:2:1,
respectively) used for the methanol synthesis from synthesis gas by the reaction:
CO+H2CH3OH+H2O
The catalyst systems xCuO:yCr2O3:zAl2O3 were coprecipitated by ammonia. Then the homogenous
mixture of hydroxides was dried (T = 100 ° C for 24 times) and calcinated in air (T = 400 ° C in 3.5
h). Palladium catalysts were prepared by wet impregnation method using a solution of palladium
nitrate. Physical and chemical properties were determined by the following techniques XRD, and
TPR-H2. The acitivity tests were carried out in a flow reactor under the pressure of 30 MPa at two
temperatures 260oC i 290oC. Obtained products were analyzed by GC.
The results clearly show that the catalysts impregnated by palladium nitrate present catalytic
activity
four
times
higher
comparing
to
the
undoped
catalysts.
Catalysts
without Pd promotion reached efficiency at 6-8gMetOH/kgcat/h (at 260 and 290°C) whereas impregnated
catalysts reached activity at T1 = 260 ° C and T2= 290 ° C, 10-16gMetOH/kgcat/h and 42-47gMetOH/kgcat/h
respectively.
ROZPOZNAWANIE STANÓW EMOCJONALNYCH W MOWIE NATURALNEJ
Doktorant: Dorota Kamińska
Promotor: dr hab. inż. Adam Pelikant, prof. PŁ
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Streszczenie:
Komunikacja interpersonalna to nieodzowny element ludzkiego życia. Rozmowa, poza przekazem
semantycznym, nakreśla słuchaczowi również charakterystykę biologiczno-psychologiczną mówcy, która
polepsza jakość komunikacji. W dzisiejszych czasach, kiedy komputery są nieodzowną częścią życia
codziennego, poszukuje się rozwiązań mających na celu polepszenie interakcji człowiekkomputer/człowiek-robot (HCI/HRI). Systemy, które dodatkowo rozpoznawałyby stany emocjonalne
użytkownika, stałyby się bardziej wiarygodne, a reakcja na intencje użytkownika stałaby się bardziej
naturalna. Łatwość akwizycji sygnału dźwiękowego sprawia, że powstają nowoczesne technologie
rozpoznawania ludzkiej mowy. Dlatego też komputerowe rozpoznawanie emocji na podstawie próbek
audio stało istotnym trendem badawczym.
Dotychczasowe badania opierają się głównie na próbkach mowy odegranej, w której zdefiniowane
jest konkretne zabarwienie emocjonalne. Jednakże spontaniczna mowa może stanowić zbiór różnych
emocji bądź ich mieszaninę, co może stanowić problem nawet przy etykietowaniu przez ludzkich
decydentów. Dlatego tworząc system, który miałby działać w warunkach naturalnych, należy wziąć pod
uwagę złożoność emocji zawartych w mowie spontanicznej.
Biorąc pod uwagę wyżej wymienione czynniki, zaproponowano multimodalny mechanizm
automatycznego rozpoznawania. Pierwszy etap klasyfikacji odbywa się na poziomie segmentów mowy,
przy użyciu sieci Kohonena. Wynikiem tej klasyfikacji jest wektor klas wskazanych przez kolejne sieci na
podstawie odpowiednich wektorów cech. Następnie jest on poddany generalizacji opartej o algorytm kNN. Proces powtarzany jest na całym odcinku wypowiedzi, a ostateczna decyzja podejmowana jest na
zasadzie głosowania.
Eksperymenty przeprowadzono na próbkach mowy odegranej przez profesjonalnych aktorów jak i
mowy spontanicznej. Oba zbiory zawierają wypowiedzi ludzi w pięciu stanach emocjonalnych: smutku,
znudzenia, zadowolenia, złości i strachu oraz bez zabarwienia emocjonalnego (mowa neutralna).
Niezależnie wyznaczono wektory cech zawierające: współczynniki MFCC, współczynniki PLP,
częstotliwość podstawowa sygnału, formanty i energię sygnału. Wykonano analizę ich wpływu na
reprezentację oraz jakość identyfikacji emocji zarówno w mowie spontanicznej jak i odegranej.
W celu sprawdzenia jakości klasyfikatora dla opisywanych cech wykonane zostały testy w trzech
konfiguracjach: mowa odegrana jako zbiór uczący i jako zbiór testowy, mowa odegrana jako zbiór
uczący, mowa naturalna jako zbiór testowy, mowa naturalna jako zbiór uczący i zbiór testowy. Pozwoliło
to określić skuteczność algorytmu dla wybranej konfiguracji w funkcji wybranych współczynników.
RECOGNITION OF EMOTIONAL STATES IN NATURAL SPEECH
PhD Student: Dorota Kamińska
Supervisor: Associate Professor Ph.D. D.Sc. Adam Pelikant
Institute of Mechatronics and Information Systems
Abstract:
Expressing emotions is an essential part of interpersonal communication. Emotions are the carrier
of information regarding feelings of an individual and one’s expected feedback. Although computers are
now a part of human life, relation between human-computer/human-robot (HCI/HRI) is not natural.
Knowledge of the emotional state of the user allows the machine to better adapt and generally improves
cooperation between them. Simplicity of audio signal acquisition the main factor of modern human
speech recognition technologies development. Therefore, recognition of emotions from audio samples has
become an important trend of research.
Most studies are based mainly on samples of acted speech, which is characterized by single
specific emotion type. However, spontaneous speech is more complex, can consists of several emotions
or their mixture and proper recognition is more challenging even for human deciders. Therefore, while
designing such a system one should take into consideration the complexity of emotions in spontaneous
speech.
This paper presents a research on emotion recognition system of spontaneous voice stream based
on multimodal classifier, created with regard to above-mentioned factors. The first identification is
carried out at the level of signal frames using an artificial neural network. Afterwards, classification is
performed separately on each set of obtained features and later generalized using an algorithm based on kNN. On the basis of these results the final decission is made, at the level of the whole utterance, by voting.
Experiments were carried out basing on acted and spontaneous speech. Both sets contain human
speech characterized by five emotional states: sadness, boredom, happiness, anger and fear, and without
emotional aspect (neutral speech). Features vectors containing: MFCC coefficients, PLP coefficients,
fundamental frequency, formants, and signal energy were extracted separately. The analysis of their
impact on the quality of identification and representation of emotions, both in spontaneous and acted
speech, was performed.
Tests of the quality of the classification process were performed in three configurations: acted
speech as a training and testing set, acted speech as a training set and natural speech as a testing set,
natural speech as a training and testing set. This allowed to determine the effectiveness of the algorithm
for selected configuration as a function of selected features.
Przyspieszanie podstawowych działań algebry
liniowej na potrzeby rekonstrukcji obrazów w tomografii pojemnościowej
z wykorzystaniem systemów GPGPU
Doktorant: Paweł Kapusta
Promotor: prof. dr hab. inż. Dominik Sankowski
*Katedra Informatyk iStosowanej
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatykii Automatyki
Streszczenie:
ElektrycznaTomografiaPojemnościowa3D(ang.3DElectricalCapacitanceTomography)należydotz
w.nieinwazyjnychtechnikwizualizacjiprocesówprzemysłowych.Oferujemożliwośćzbadaniaiwizualizacjipr
ocesówzachodzącychwewnątrzobiektów,bezfizycznejkoniecznościingerowaniawichwnętrze.Wjejprzypad
kuwceluuzyskaniatrójwymiarowejrekonstrukcjiśledzonegoprocesunależyprzeprowadzićwieleczasochłonn
ychobliczeń,składającychsięgłówniezpodstawowychdziałańalgebryliniowej.TradycyjneprocesoryCPU(an
g.CentralProcessingUnit)nieradząsobiedobrzeztakimizadaniamigdyżniesąprzystosowanedoprzetwarzaniat
akdużejilościdanychwkrótkimczasie.IdealniezatowtakiejrolisprawdzająsięsystemyGPGPU(ang.GeneralP
urposeComputingonGraphicsProcessingUnits)oparteoprocesorygraficzne.DziękiarchitekturzeSIMD(ang.
SingleInstructionMultipleData)sąwstaniewykonywaćobliczenianawetkilkasetrazyszybciejniżtradycyjnepr
ocesory
Prowadzonewramachbadańpracemajązazadanieoptymalizacjędziałańalgebryliniowejabyjaknajlepi
ejwykorzystaćmożliwościsprzętoweorazpotencjałsystemówGPGPUorazprzystosowaniealgorytmówdostru
kturorazzestawówdanychspecyficznychdlatomografiipojemnościowej.Pozwolitonaprzyspieszeniewielume
todrekonstrukcji,takichjakLBPczyalgorytmLandweberaorazpozwolinawykorzystaniepotencjałuMetodyEl
ementówSkończonych(ang.FiniteElementMethod),któradotychczasniebyłaszerokostosowanawtomografii
pojemnościowejzewzględunajejdużązłożonośćobliczeniową.
Aceleratingbasiclinearalgebraoperationsfor
useinimagereconstructioninElectricalCapacitanceTomography
utilizingGPGPUsystems
PhDStudent:PawełKapusta
Supervisor:prof.drhab.inż.DominikSankowski
*ComputerEngineeringDepartment
TheFacultyofElectrical,Electronic,ComputerandControlEngineering
TechnicalUniversityofLodz,Poland
e-mailaddress:[email protected]
Abstract:
3DElectricalCapacitanceTomography(3DECT)isanoninvasivetechniqueforvisualizingindustrialprocesses.Itoffersanopportunitytostudyandvisualizeprocessesinsi
deobjectswithouthavingtophysicallyinterferewiththeirinterior.Inordertoobtainathreedimensionalreconstructionoftheinvestigatedprocessmanytimeconsumingcalculations,consistingmostlyofbasiclinearalgebraoperations,havetobeperformed.TraditionalCP
Us(CentralProcessingUnits)cannotperformsuchtasksoptimallyastheyarenot
designed
to
process
largeamountofdatainashorttime.GPGPU(GeneralPurposeComputingonGraphicsProcessingUnits)systemsh
oweveraresuitedperfectlyforthispurpose.OwingtotheirSIMD(SingleInstructionMultipleData)architecture
graphics processors are able to perform calculations up to several hundred times faster
thantraditionalprocessors.
Theongoingresearchissettooptimizethelinearalgebraoperationsinordertoutilizehardwarecapabilities
andpotentialofGPGPUsystemsaswellasadaptthealgorithmsforuseofstructuresanddatasetsspecifictoECT.Thi
swillspeedupmanyreconstructionmethods,suchasLBPorLandweberalgorithmandallowfor
utilization
of
thepotentialofFiniteElementMethod,whichhasnotbeenwidelyappliedincapacitivetomographybecauseofitsh
ighcomputationalcomplexity.
MECHANICZNA MODYFIKACJA PROSZKÓW WĘGLOWYCH WYTWARZANYCH
METODAMI CVD WSPOMAGANYMI PLAZMĄ CZĘSTOTLIWOŚCI RADIOWEJ
Doktorant: Tomasz Kaźmierczak
Promotor: dr hab. inż. Piotr Niedzielski, prof. PŁ
Instytut Inżynierii Materiałowej
Streszczenie:
Chemiczne osadzanie powłok węglowych z fazy gazowej wspomagane plazmowo jest procesem
bardzo złożonym, w którym zachodzi szereg zjawisk decydujących o uzyskiwanym rezultacie
nanoszenia. Istnieje zatem zależność między parametrami wytwarzania powłoki węglowej a jej
ostatecznymi właściwościami. Analogicznie stwierdzenie może zostać zastosowane w przypadku
amorficznych proszków węglowych, gdyż dzielą one częściowo mechanizm powstawania z powłokami
węglowymi. Publikowane dotychczas materiały nie skupiają się wyczerpująco nad powiązaniem
parametrów syntezy z właściwościami proszków. Do wspomnianych parametrów należy zaliczyć energię
dostarczaną do wzbudzenia plazmy, zastosowane gazy, ciśnienie oraz czas procesu.
Ponadto istnieje możliwość dalszej modyfikacji poprzez zastosowanie mechanicznej redukcji
rozmiaru proszków z wykorzystaniem młyna planetarno – kulowego. Procesem tym można sterować
poprzez zmianę czasu procesu, prędkości obrotowej młyna a także charakterystykę materiałowoilościową zastosowanego wsadu. Odpowiedni dobór materiału naczynia, kulek do mielenia, ich rozmiary,
wprowadzane substancje pomocnicze a także zmienne proporcje wagowe pomiędzy proszkami
węglowymi a kulkami decydują o uzyskanym stopniu rozdrobnienia. Analiza wymienionych parametrów
pozwala na lepsze zrozumienie zjawisk zachodzących podczas procesu mielenia, w tym mechanizmów
towarzyszących powstawaniu nanostruktur węglowych.
Uzyskane w ten sposób wyniki stanowią punkt wyjścia dla dalszych badań, mających na celu
praktyczne wykorzystanie proszków węglowych.
MECHANICAL MODIFICATION OF CARBON POWDERS MANUFACTURED USING
RADIO FREQUENCY PLASMA ASSISTED CVD METHODS
PhD Student: Tomasz Kaźmierczak
Supervisor: Prof. Piotr Niedzielski
Institute of Materials Science and Engineering....
Abstract:
Plasma-assisted chemical vapor deposition of carbon coatings is a very complex process, in
which there is series of phenomena determining the obtained result. There is therefore a correlation
between the parameters of the synthesis of carbon coating and its final properties. Similar statement can
be applied in the case of amorphous carbon powders, because they share part of the mechanism of
formation of carbon coatings. The published materials are not yet fully focused on the correlation
between synthesis parameters and the properties of powders. These parameters include the energy of the
excitation of plasma, gases used, pressure and process time.
Furthermore, there is the possibility of further modification through the use of a mechanical size
reduction of powders using a planetary-ball mill. This process can be controlled by changing the duration
of milling, rotational speed of the vessel and the material and quantitative characteristics of the applied
load. Proper selection of the material vessel, grinding balls, sizes, auxiliary substances introduced and
variable proportions between carbon powder and balls determine the degree of fragmentation obtained.
Analysis of these parameters allows a better understanding of the phenomena occurring during the milling
process, including the mechanisms of formation of carbon nanostructures.
The obtained results thus provide a starting point for further research aimed at practical use of
carbon powders.
PLAC WOLNOŚCI W ŁODZI – PRZEBUDOWA PONOWOCZESNA DRUGA.
CZŁOWIEK I PLAC
Doktorant: Marcin Kokoszkiewicz
Promotor: dr hab. inż. Jacek Wesołowski, prof. PŁ
* Instytut Architektury i Urbanistyki
Streszczenie:
Artykuł opisuje zagadnienia związane z wieloletnim procesem powstawania idei i kształtowania
się estetyki Placu Wolności w Łodzi na początku XXI wieku. Problem ukazany został w formie analizy
technicznej jednostkowego przypadku, jednak celem jest znalezienie uogólnień mających zastosowanie w
sytuacjach o podobnej charakterystyce przestrzenno-kulturowej.
Proces drugiej przebudowy ponowoczesnej Placu Wolności rozpoczął się w 2007 roku, kiedy
władze miasta ogłosiły ogólnopolski konkurs architektoniczny na jego modernizację i przebudowę. Na
początku 2012 roku została przedstawiona zupełnie nowa koncepcja stworzona przez Architekta Miasta
Marka Janiaka, której głównym założeniem było przesunięcie pomnika-dominanty z figurą Tadeusza
Kościuszki z geometrycznego środka Placu w stronę północną.
Artykuł odnosi się do tej koncepcji analizując możliwe rozwiązania w szerszym kontekście. Plac
Wolności jest bowiem ważnym miejscem centrum miasta i w związku z tym pełni istotną rolę dla
funkcjonowania jego struktury. Jako plac reprezentacyjny, będący symbolem Łodzi, ma ogromne
znaczenie dla budowania pozytywnego obrazu miejskiej przestrzeni. Jego estetyka
pod względem
rozwiązań architektonicznych i przestrzennych jest kluczowa dla tożsamości centrum Łodzi.
LIBERTY SQUARE IN LODZ – SECOND POSTMODERN REMODELLING.
THE MAN AND THE SQUARE
PhD Student: Marcin Kokoszkiewicz
Supervisor: Prof. Jacek Wesołowski
* Institute of Architecture and Town Planning
The Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering
Abstract:
The article describes issues related to a long process of creating ideas and development of the
aesthetics of Liberty Square in Lodz at the early twenty first century. The problem has appeared in the
form of technical analysis of the individual case, but the goal is to find the generalizations that apply in
situations with similar spatial and cultural characteristics.
The second postmodern remodelling of Liberty Square began in 2007, when the city authorities
announced a nationwide architectural competition for its modernization and reconstruction. At the
beginning of 2012 a completely new concept designed by City Architect Marek Janiak was introduced. Its
main goal was to move the monument-dominant figure of Tadeusz Kościuszko from the geometric center
of Square to the north.
The article relates to this concept by analyzing the possible solutions in a broader context. Liberty
Square is an important place of the center, and therefore plays an important role in the functioning of its
structure. As a representative square, a symbol of Lodz, it is very important for building a positive image
of the urban space. Its architectural and spatial aesthetics is essential for the identity of the center of Lodz.
WPŁYW RÓŻNORODNYCH KOMBINACJI PARAMETRÓW PROCESU ODWRÓCENIA
FRONTU KRYSTALIZACJI W KRZEMIE W REAKTYWNYM PROCESIE PRÓŻNIOWYM
NA STRUKTURĘ OTRZYMANYCH CIENKICH WARSTW KRZEMOWYCH
PRZETOPIONYCH NA PODŁOŻU MOLIBDENOWYM
Doktorant: Jarosław Komorowski
Promotor: Prof. dr hab. inż, Piotr Kula
* Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
Wraz z rozwojem przemysłu na świecie zapotrzebowanie na energię ciągle wzrasta. Ilość paliw
kopalnych ze względu na ich ograniczoną ilość w przyrodzie bardzo gwałtownie maleje. Naukowcy na
całym świecie próbują stworzyć opłacalną z ekonomicznego punktu widzenia alternatywę dla węgla, ropy
naftowej, gazu ziemnego oraz pierwiastków promieniotwórczych. Dzięki ich pomysłowości i ciężkiej
pracy udało się uzyskać niezbędną wiedzę na temat otrzymywania energii odnawialnej z takich darów
natury jak wiatr, woda, biogaz, biomasa a nawet promieniowanie słoneczne. Jeżeli wspomnimy o
neutralnym wpływie energii odnawialnej na środowisko naturalne można z całą stanowczością
stwierdzić, że energia ta jest energią przyszłości.
Metoda odwrócenia frontu krystalizacji z krzemie w reaktywnym procesie próżniowym
wymyślona w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej jest nowoczesną i niestosowaną
jak dotąd przez nikogo metodą pozyskiwania krzemu słonecznego (SOG-Si 99,9999%Si) bezpośrednio z
krzemu metalurgicznego (MG-Si 99,5%Si). Dzięki niej możliwe będzie uzyskanie ogniw słonecznych
zdolnych do wyprodukowania takiej samej ilości energii, jaka została zużyta na ich powstanie podczas
ich ograniczonego czasu eksploatacji wynoszącego 30 lat.
W pracy przedstawiono budowę nowatorskiego urządzenia, pierwsze wyniki prób odwrócenia frontu
krystalizacji w warstwie krzemu przetopionego na podłożu molibdenowym przy obniżonym ciśnieniu
oraz plan przyszłych prac, które pomogą osiągnąć zamierzony cel.
INFLUENCE OF VARIOUS COMBINATIONS PARAMETERS OF REVERSED FRONT OF
CRYSTALLIZATION IN SILICON LAYER IN THE REACTIVE VACUUM PROCESS ON THE
STRUCTURE OF THIN SILICON FILMS MELTED ON MOLYBDENUM SUBSTRATE.
PhD Student: mrg inż. Jarosław Komorowski
Supervisor: Prof. dr hab. inż. Piotr Kula
*Institute of Materials Science and Engineering, Faculty of Mechanical Engineering,
Abstract:
With the development of industry in the world energy demand continues to grow. The amount of
fossil fuels due to their limited in nature very rapidly decreasing. Researchers around the world trying to
create viable from an economic point of view an alternative to coal, oil, natural gas and radioactive
elements. Thanks to their creativity and hard work they achieved the necessary knowledge about
renewable energy to receive the gifts of nature such as wind, water, biogas, biomass and even solar
radiation. If we mention of renewable energy neutral impact on the environment we can say that energy is
the energy of the future.
The method of reversing the front of crystallization of silicon in reactive vacuum process
invented at the Institute of Materials Engineering Technical University of Lodz is a modern and not used
by anyone to date by acquiring solar silicon (SOG-Si 99.9999% Si) directly from metallurgical silicon
(MG-Si 99.5 % Si). Thanks to this method it will be possible obtain a solar cell capable of producing the
same amount of energy that was consumed in their formation during their limited service life of 30 years.
This paper presents innovative device structure, the first attempts to reverse the results of the
crystallization front in the layer of melted silicon on molybdenum substrate at reduced pressure, and plan
future work that will help achieve this goal.
UCZĄCE SIĘ SYSTEMY AUTOMATÓW KOMÓRKOWYCH W SYMULACJI PROCESÓW
CIEPLNYCH.
Doktorant: Marcin Krasiński
Promotor: dr hab. inż. Marek Lefik, prof. PŁ
* Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich
Wydział Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska
Streszczenie:
Automaty komórkowe (AK) są
modelami
matematycznymi
opisanymi
przez siatkę
indywidualnych komórek wraz z ich stanem aktywacji oraz formułami ewolucji. Wszystkie komórki w
jednym automacie rządzą się takimi samymi prawami. Reguły ich zachowań względem określonego
sąsiedztwa formułuje się arbitralnie, a ich właściwy dobór ma kluczowe znaczenie dla poprawności
funkcjonowania struktury. Zastosowanie automatów komórkowych jest szeroko rozwinięte w dziedzinie
symulacji komputerowych wielu problemów nauki i techniki. Swobodne możliwości formułowania
zarówno sąsiedztwa jak i reguł rządzących rozwojem modelowanego zjawiska pomiędzy kolejnymi
krokami czasowymi powoduje, iż AK stają się przydatne np. przy modelowaniu zachowań gazu, fal na
wodzie czy symulowaniu ruchu samochodów w mieście.
Praca ma na celu pokazanie możliwości zastosowania wielowarstwowych sztucznych sieci
neuronowych typu jednokierunkowego, jako obiektów rządzących zachowaniem się komórek w
strukturze automatu komórkowego. W przedstawianym modelu numerycznym sieci te zastępują działanie
reguł w klasycznych AK. Podejście tego typu ma wielką zaletę związaną z możliwością skonstruowania
reguł w drodze uczenia się sieci na przykładach wziętych z obserwacji modelowanego zjawiska.
Sztuczne sieci neuronowe funkcjonują jako uniwersalne aproksymatory funkcji wielu
zmiennych, co umożliwia im, po przeprowadzeniu procesu uczenia, wykrywać zależności rządzące
rozpatrywanym zagadnieniem i wykorzystywać je do późniejszego rozwiązywania postawionych
problemów.
Proponowana metoda umożliwia niejawne sformułowanie praw rządzących przebiegiem obserwowanego
zjawiska. Ilustracją jej będzie przepływ ciepła w elemencie.
SELF-LEARNING CELLULAR AUTOMATA FOR HEAT TRANSFER MODELLING.
PhD Student: Marcin Krasiński
Supervisor: Prof. Marek Lefik
*Department of Geotechnics and Engineering Structures
The Faculty of Civil Engineering
Abstract:
Cellular Automata (CA) are mathematic models described by cells of an individual mesh. Each
cell in one CA has an activation state and rules evolution. This rules are based on strictly defined
neighborhood and, usually, are set arbitrarily. They define the evolution of the system of cells. CA are
widely used for computer simulations of many scientific and technical problems. Freedom in definitions
of neighborhood, and rules of cells time behavior are great advantages of this method. This makes CA
useful e.g. in gas or water waves modeling and even car traffic simulation in cities.
Paper shows a possibility of using multilayered feed-forward Artificial Neural Networks (ANN),
as objects that control the behavior of cells of the Cellular Automata. In presented numerical model
ANNs are replacing classic CA rules. This approach has great advantage related with possibility of
defining rules by network learning directly on real observations of the modeled phenomenon.
The Artificial Neural Networks, after successful learning process, are universal approximator of
functions of several variables. Because of that, they can detect laws in considered process and use it for
simulating the evolution of the considered problem.
Proposed method give possibility for using of “hidden” (black box) formulation of laws
determining process development and will be illustrated on examples of heat dispersion.
FITOREMEDIACJA GLEB ZANIECZYSZCONYCH METALAMI CIĘŻKIMI
Doktorant: Katarzyna Król
Promotor: dr hab. inż. Elżbieta Łodyga-Chruścińska, prof. PŁ
Instytut Podstaw Chemii Żywności
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności
Streszczenie:
Obecnie duże nadzieje pokłada się w wykorzystaniu metod biologicznych jako skutecznego sposobu
oczyszczania środowiska, w tym również gleb. Wśród tych metod coraz większą popularnością cieszą się
technologie fitoremediacji wykorzystujące aktywność roślin, polegającą na pobieraniu i degradacji bądź
też immobilizacji ksenobiotyków zanieczyszczających środowisko.
Techniki fitoremediacji są chętnie wykorzystywane ze względu na wielokrotnie niższy koszt
oczyszczania skażonych miejsc w porównaniu z technikami tradycyjnymi. Niewątpliwymi zaletami tego
typu technologii jest bezpośrednie ich zastosowanie w miejscu skażenia oraz nie stosowanie
dodatkowych związków ekstrahujących, które mogłyby prowadzić do powstania zanieczyszczeń
wtórnych. Mimo wielu zalet technika fitoremediacji napotyka szereg ograniczeń, do których należy
przede wszystkim zaliczyć długi czas oczyszczania. Na szybkość usuwania zanieczyszczeń wpływa wiele
czynników takich jak np. rodzaj gleby, jej odczyn oraz odpowiednia pula składników odżywczych oraz
wody.
Bardzo rzadko zdarza się aby zanieczyszczona gleba stanowiła podłoże optymalne dla wzrostu
rośliny. Dlatego korzystne wydaje się wprowadzenie do podłoża takich dodatków organicznych, które
wpływają zarówno na polepszenie się struktury gleby, zwiększają jej pojemność sorpcyjną oraz pulę
niezbędnych pierwiastków do wzrostu rośliny oraz jednocześnie wykazują właściwości immobilizujące
metale ciężkie zapobiegając tym samym ich przedostawaniu się w głąb profilu glebowego bądź też
prowadzą do ułatwionej akumulacji tych zanieczyszczeń przez rośliny, co może być czynnikiem
przemawiającym za ich wykorzystaniem w procesach fitoremadiacji. Ze względu na swoje swoiste
właściwości chemiczno-fizyczne, do dodatków organicznych, które mogą być potencjalnie użyte jako
czynniki likwidujące negatywne działanie chemicznego skażenia gleb można zaliczyć m.in. kompost,
eco-calcium, węgiel brunatny oraz osady ściekowe.
Wpływ wszystkich dodatków powinien być przeanalizowany w możliwie jak najszerszym spektrum,
co daje możliwość realnej oceny faktycznego odziaływania poszczególnych substancji zarówno na
własności fizyko-chemiczne i biologiczne gleby, mobilność metali ciężkich, uprawianą roślinę oraz
efektywnośc procesu fitoremediacji.
PHYTOREMEDIATION OF SOIL CONTAMINATED BY HEAVY METALS
PhD Student: Katarzyna Król
Supervisor: Prof. Elżbieta Łodyga-Chruścińska
* Department of Biotechnology and Food Science
The Institute of General Food Chemistry
Abstract:
Nowadays, there are hopes on the use of biological methods as an effective way
of cleaning the environment, including soils. Among these methods, the increasing popularity of
phytoremediation technologies is still observed. These methods use the activity of plants
to extraction and degradation of xenobiotics or their immobilization in plant tissues.
Phytoremediation techniques are often used because the costs of cleaning contaminated soil using this
methods
are
much
lower
than
traditional
techniques.
Moreover,
advantages
of this type of technology is that it can be used directly in contaminated place without using additional
extractable compounds which could lead to the formation of secondary pollutants. Despite of the fact that
there are a lot of advantages, it is obvious that there are also some disadvantages like the long time of
treatment. It is known that the efficiency of this method depends on many factors such as type of soil, pH
and amount of nutrients and water.
It is very rare that contaminated soil is optimal ground for plants growth. In such cases
is possible to use organic amendmends. Their properties are known to have positive influence on the soil
structure, sorption capacity and pool of the necessary elements for plant growth. Moreover, they are able
to immobilize heavy metals and prevent them from fast leaching into the soil profile or lead to
accumulation of pollutants by plants. Due to specific chemico-physical properties of organic additives,
they
can
be
used
as
factors
potentially
eliminating
the negative effects of chemical contamination of soil. Compost, Eco-calcium, lignite
and sewage sludge are substances which can be potentially used as soil amendmends.
The impact of all additives must be carefully observed and described. It is important
to prepare real assessment for each substance and analyzed influence on physico-chemical and biological
properties of soil, the mobility of heavy metals, crop production and efficiency of phytoremediation.
WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTOWYCH, WARSTWOWYCH POWŁOK TLENKOWO HYDROKSYAPATYTOWYCH WYTWARZANYCH METODĄ ZOL - ŻEL NA STOPIE
TYTANU Ti6Al7Nb
Doktorant: Daniel Kucharski
Promotor: Zbigniew Gawroński
Streszczenie
Zagadnieniem podejmowanym w rozprawie doktorskiej jest modyfikacja powierzchni
nowoczesnego stopu tytanu Ti6Al7Nb stosowanego w medycynie do wytwarzania implantów. Celem
stosowanej modyfikacji jest wzrost szybkości procesów osteointegracji implantu z kością
z równoczesnym ograniczeniem ilości jonów metali przedostających się ze stopu do organizmu. Wzrost
szybkości osteointegracji można osiągnąć poprzez wytworzenie na powierzchni implantu powłoki
hydroksyapatytu (HAP). Implanty pokryte tego typu powłokami szybko i na trwałe wiążą się z żywą
kością. Problemem stosowania powłok HAp jest ich stosunkowo niska przyczepność do podłoża. W
pracy zakłada się, że problem słabej adhezji powłok HAP może zostać rozwiązany poprzez zastosowanie
międzywarstwy zbudowanej z tlenków (TiO2, Al2O3). Zastosowanie powłoki międzywarstwowej
dodatkowo spełniać będzie rolę bariery dyfuzyjnej chroniącej organizm przed przenikaniem jonów z
metalicznego podłoża.
W ramach realizacji pracy doktorskiej przewidziane jest wytworzenie kompozytowych powłok
tlenkowo – HAP na stopie tytanu, w której warstwa tlenkowa przylega bezpośrednio do metalowego
podłoża, a powłoka hydroksyapatytu stanowi warstwę zewnętrzną, natomiast celem jest wyjaśnienie
zjawisk zachodzących na granicach rozdziału pomiędzy podłożem, międzywarstwą tlenkową i HAP,
wpływających na adhezję badanych powłok kompozytowych.
Hipoteza badawcza projektu zakłada, że możliwe jest osiągnięcie wyżej założonych celów
modyfikacji nowoczesnego stopu tytanu poprzez wykorzystanie technologii zol – żel. Metodą zol-żel
możliwe jest wytworzenie kompozytowej powłoki tlenkowo – hydroksyapatytowej, posiadającej lepsza
adhezję do podłoża niż powłoka hydroksyapatytowa wytworzona tą metodą.
Do osiągnięcia postawionych celów przewidziane zostały następujące grupy badań:
a) Wytwarzanie powłok tlenkowych, hydroksyapatytowych oraz kompozytowych powłok
tlenkowo-hydroksyapatytowych
b) Badania budowy chemicznej, struktury krystalicznej, grubości, adhezji, twardości
i modułu Younga oraz morfologii powierzchni wytworzonych powłok.
c) Analiza wpływu międzywarstwy tlenkowej na adhezję powłok kompozytowych.
Podjęcie takiego tematu wpłynie na rozwój dyscypliny naukowej, jaką jest inżynieria
materiałowa. Badania zależności adhezji powłok od rodzaju międzywarstwy dostarczą danych do
wyjaśnienia zjawisk występujących na granicach rozdziału pomiędzy podłożem, międzywarstwą,
a hydroksyapatytem wpływających na przyczepność powłok do podłoża.
Uzyskane wyniki badań mogą zostać wykorzystane do stworzenia nowoczesnego biomateriału z
kompozytową powłoką charakteryzującego się szybkim zrostem z otaczającą kością w procesach
osteintegracji i wysoką odpornością korozyjną. Tego typu implanty skrócą czas rehabilitacji pacjenta po
implantacji, przyspieszą powrót do codziennej aktywności, poprawią komfort życia i obniżą koszty
leczenia. Metoda zol-żel zastosowana do wytworzenia powłok ma duży potencjał aplikacyjny ze względu
na niskie koszty technologiczne.
PROPERTIES OF COMPOSITE MULTILAYER OXIDE - HYDROXYAPATITE COATINGS
PRODUCED BY SOL -GEL METHOD ON THE TITANIUM ALLOY Ti6Al7Nb
PhD Student: Daniel Kucharski
Supervisor: Zbigniew Gawroński
Abstract:
Problem in a PhD thesis undertaken to modify the surface of modern titanium alloy Ti6Al7Nb
used in medicine for the manufacture of implants. The purpose of the modification is to increase rate
osteointegration process of implant with bone and with simultaneous minimization of metal ions entering
with alloy into the body. Growth rate of osteointegration can be achieved by creating on the surface
implant a coating consist of hydroxyapatite (HAP). Implants coated with these coatings quickly and
permanently associated with living bone. The problem of HAP coatings is their relatively low adhesion to
the substrate. PhD thesis assumes that the problem of poor adhesion of HAP coatings can be solved by
applying the interlayer built of titania and almunia. Application of the interlayer coating will also perform
as diffusion barrier to protect of the organism against penetration of ions from the metal substrate.
The aim of this thesis is to produce a composite coatings oxide - HAP on titanium alloy, in which
the oxide layer directly adjacent to the metal substrate and the coating of hydroxyapatite is the outer
layer, and an explanation of the phenomena occurring at interphase boundary, between the substrate, an
interlayer oxide and HAP, influencing on the adhesion strength of composite coatings. The hypothesis of
the research assumes that it is possible to achieve above goals of modification a modern titanium alloy
use by technology of sol - gel.
Sol-gel method is possible to produce multilayer coatings of oxide - hydroxyapatite, having better
adhesion to the substrate than single coating of hydroxyapatite produced by this method.
To achieve the objectives provided the following research groups:
a) Preparation of oxide and HAP single coatings and composite coatings consist of oxide layer and
hydroxyapatite layer.
b) Research of the chemical structure, crystalline structure, thickness, adhesion, hardness and
Young's modulus and surface morphology of produced coatings.
c) Analysis of the effect the oxide interlayer on the adhesion of composite coatings.
Adopting this topic in the research project will affect on the development of a scientific
discipline, which is a materials engineering. Research of the adhesion coatings depending on the type of
interlayer provide data to explain the phenomena occurring at the interphase boundary between the
substrate, an interlayer and hydroxyapatite coatings influencing on the adhesion of substrate.
The results obtained can be used to create a modern composite coating of biomaterial
characterized by fast connection with the surrounding bone in the osteointegration process and high
corrosion resistance. These types of implants ultimately reduce time rehabilitation of patient after
implantation, will speed up the return to daily activities, improve quality of life and reduce treatment
costs. Sol-gel method used to produce coatings has great potential application because because it is
characterized by low-cost technology.
WPŁYW PROCESU ODWADNIANIA OSMOTYCZNEGO NA ZAWARTOŚĆ ZWIĄZKÓW
FENOLOWYCH W WBRANYCH OWOCACH JAGODOWYCH
Doktorantka: Anna Kucner
Promotor: Robert Klewicki
Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Zakład Analizy i Technologii Żywności,
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
Badania z ostatnich lat potwierdziły, że odpowiednio zbilansowana dieta bogata w owoce
i warzywa może mniejszyć ryzyko powstawania bądź wystąpienia chorób cywilizacyjnych. Owoce
jagodowe są bogatym źródlem polifenoli. Związki te mają szeroki zakres właśiwości w zapobieganiu
i opóźnianiu procesów degeneracyjnych w organiźmie człowieka.
Odwadnianie osmotyczne jest procesem, który zyskuje popularność jako dodatkowy etap obróbki
w zintegrowanych procesach przetwórstwa żywności w przemyśle spożywczym. Proces wykorzystywany
jest w celu poprawy wartości odżywczych, sensorycznych i funkcjonalnych żywności o budowie
tkankowej. Powoduje on obniżenie aktywności wody w surowcu co zmniejsza prawdopodobieństwo
rozwoju drobnoustrojów, a tym samym wydłuża jego przydatność do spożycia. Połączenie procesu
usuwania wody i jednoczesnej impregnacji pozwala na modyfikacje składu surowaca i umożliwia
kreowanie nowych produktów.
W wystąpieniu zostanie omówiony wpływ warunków odwadniania osmotycznego na zawartość
polifenoli w owocach jagodowych. W badaniach skupiono również szczególną uwagę na doborze metod
wstępnego przygotowania owoców do odwadniania osmotycznego zapewniającyh lepszą wymianę masy i
wysoką jakość surowca.
EFFECT OF OSMOTIC DEHYDRATION ON PHENOLIC COMPOUNDS IN SELECTED
BERRY FRUITS
PhD Student: Anna Kucner
Supervisor: Robert Klewicki
*Institute of Chemical Technology of Food, Faculty of Biotechnology and Food Sciences,
Abstract:
Studies in recent years have confirmed that a properly balanced diet rich in fruits and vegetables
may reduce the risk of civilization diseases. Berries are a rich source of polyphenols. These compounds
have a wide range of properties in preventing and delaying the degenerative processes in the human
organism.
Osmotic dehydration is a process that is gaining popularity as an additional treatment step in the
process of integrated food processing in food industry. This process is used to improve the nutritional,
sensory and functional foods with construction of a cellular. It causes a reduction of water activity in the
raw material which reduces the likelihood of microbial growth and thus prolongs its shelf life. The
combination of the process of removing water and simultaneous impregnation allows for modifications of
the material and the creation of new products.
The speech will be discussed influence of osmotic dehydration on the content of polyphenols in
selected berry fruits. The study also focused attention on the selection of methods for pre-osmotic
dehydration of fruits to enable better exchange of mass and high quality raw material.
ALTERNATYWNE METODY OCZYSZCZANIA SOKU SUROWEGO UZYSKANEGO
Z KRAJANKI BURACZANEJ
Doktorant: Marcin Kucner
Promotor: Jan Grabka
Instytut Chemicznej Technologii Żywności
Streszczenie:
Obecnie stosowana technologia oczyszczania soku surowego z krajanki buraczanej jest dosyć
kosztowna i niesie ze sobą duże obciążenia dla środowiska w postaci zwiększonej emisji CO2. Pakiet
energetyczno-klimatyczny UE zakłada, że do 2020 r. UE ma o 20% zmniejszyć emisję gazów
cieplarnianych dlatego też wykorzystanie alternatywnych metody oczyszczania w przemyśle
cukrowniczym do produkcji soku rzadkiego mogłoby
znacząco zwiększyć realność tego celu.
Dodatkowe korzyści jakie za tym idą dla przemysłu cukrowniczego, to przede wszystkim ograniczenie
kosztów inwestycyjnych i produkcyjnych.
Celem głównym prowadzonych badań jest maksymalne wyeliminowanie nawapniania i saturacji
podczas oczyszczania soku surowego w technologii produkcji cukru. Realizowane jest to poprzez
zastąpienie wyżej wymienionych procesów jednostkowych, dodatkami różnorodnych koagulantów i
flokulantów, a także w uzasadnionych przypadkach zastosowaniem ultrafiltracji.
DES MÉTHODES ALTERNATIVES DE PURIFICATION DU JUS SUCRÉ A OBTENU DES
COSSETTES DE LA BETTERAVE
PhD Student:: Marcin Kucner
Superviseur: Jan Grabka
Institut de Technologie Chimique de l'alimentation
Faculté de la Biotechnologie et de l'Alimentation
Université technique de Lodz, Pologne
Abstrait:
Actuellement, la technologie utilisée pour la purification du jus sucré (jus de diffusion) a obtenu
des cossettes de la betterave sucrière est très chère et elle porte des impacts négatifs sur l'environnement
naturel en forme d'une augmentation des émissions de CO2 (d’anhydride carbonique). Le "paquet énergieclimat" de l’UE suppose que l’UE réduira des émissions
de gaz à effet de serre de 20% jusqu'en 2020
donc l'utilisation de méthodes alternatives de purification du jus sucré en industries sucrèries pourraient
augmenter la possibilité d'atteindre cet objectif. De plus, ces méthodes pourraient réduire les coûts
d'investissement et de production.
L'objectif principal de la recherche est l'élimination maximum du chaulage et de la carbonatation
pendant purification du jus sucré en technologie de la production de sucre. Il peut faire réalisé par
l'utilisation de différents coagulants et floculants ou le cas échéant d'ultrafiltration.
ZASTOSOWANIE GRANULOWANEGO TLENOWEGO OSADU CZYNNEGO DO
USUWANIA WYBRANYCH FARMACEUTYKÓW
Jakub Kuśmierczak
Prof. dr hab. Wojciech Wolf
Wydział Chemiczny
[email protected]
Streszczenie:
Rosnące zastosowanie produktów farmaceutycznych w medycynie i w weterynarii powoduje, że
substancje te stały się źródłem nowych problemów ekologicznych. Po raz pierwszy obecność
farmaceutyków w wodzie została odnotowana przez Garrisona w USA (1976), który wykrył w
oczyszczanych ściekach kwas klofibrowy na poziomie 0,8-2 µg/L. Ze względu na wielkotonażową
produkcję leków i rosnący poziom ich stosowania, farmaceutyki oraz ich metabolity są odprowadzane do
wód powierzchniowych. Coraz częściej znajdują się one także w wodach podziemnych i w wodzie pitnej.
Sprzyja temu wzrastające zastosowanie farmaceutyków jako dodatków paszowych oraz leków
weterynaryjnych w hodowli zwierząt. Ponadto leki pochodzące z ludzkiej terapii nie są całkowicie
usuwane w miejskich oczyszczalniach ścieków (stopień usunięcia 60-90%). W efekcie istnieje ryzyko
narażenia zdrowia ludzi na działanie leków poprzez zanieczyszczoną wodę pitną. Dlatego kluczowym
staje się eliminacja tych substancji w oczyszczalniach i zapobieganie dalszemu zanieczyszczaniu
środowiska wodnego. Tlenowy granulowany osad czynny z punktu widzenia inżynieryjnego i
ekonomicznego jest obiecującym procesem, który może stać się kolejną generacją biologicznych
tlenowych technologii oczyszczania ścieków. Tlenowe granule stanowią konsorcjum różnych
mikroorganizmów o kompaktowej strukturze i posiadają doskonałą zdolność do sedymentacji. Były one
hodowane w sekwencyjnym reaktorze okresowym (SBR) w czasie jednego roku. Granulowany osad był
stabilny i miał zdolność jednoczesnego usuwania nutrientów z syntetycznych ścieków. Osad ten został
wykorzystany do oceny zdolności usunięcia diklofenaku i ibuprofenu zarówno w eksperymentach
biosorpcyjnych jak i in vivo w reaktorze.
APPLICATION OF AEROBIC GRANULAR ACTIVATED SLUDGE FOR REMOVAL OF
SELECTED PHARMACEUTICALS
Jakub Kuśmierczak
Prof. Wojciech Wolf
[email protected]
Abstract:
The growing use of pharmaceutical products is becoming a new environmental problem. The
occurrence of pharmaceuticals (PhACs) was first reported in 1976 by Garrison, who detected clofibric
acid in treated wastewater in the USA (0.8-2 μg/L). To date many tons of drugs are produced per year,
and applied in human and veterinary medicine. Due to this high application level, different
pharmaceuticals and their metabolites are found nowadays in surface, underground, and drinking waters.
The occurrence of pharmaceutical residues in the environment may be caused by agriculture applying
large amounts of PhACs as veterinary drugs and feed additives in livestock breeding. Moreover, PhACs
originating from human therapy are not eliminated completely (removal efficiency 60-90%) in the
municipal STPs and thus, discharged as contaminants into the receiving waters. Therefore, there is a risk
that humans might be exposed to drugs through potable water drawn from contaminated supplies. An
effective elimination of pharmaceuticals in STPs is of critical importance for preventing the
contamination of the aquatic environment. From an engineering and economic point of view, aerobic
sludge granulation is a promising process that has the potential to lead the next generation of biological
wastewater treatment technologies. Compact structured, biologically efficient aerobic sludge granules
with diverse microbial species and excellent settling ability have been developed in sequencing batch
reactor during 1 year of cultivation. Cultivated granules were stable and had capability in simultaneous
nutrients removal from synthetic wastewater. They were also used in estimation of its ability to remove
diclofenac and ibuprofen by biosorption and batch experiments.
PRZYSPIESZENIE REKONSTRUKCJI OBRAZU W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII
POJEMNOŚCIOWEJ POPRZEZ WYKORZYSTANIE ROZPROSZONYCH SYSTEMÓW
HETEROGENICZNYCH
Doktorant: Michał Majchrowicz
Promotor: dr hab. inż. Lidia Jackowska-Strumiłło
* Katedra Informatyki Stosowanej
Streszczenie:
W Elektrycznej Tomografii Pojemnościowej obraz jest rekonstruowany przez wykonywanie
operacji na dużych ilościach danych uzyskanych z czujników (zarówno tradycyjnych jak i obrotowych),
jednak moc obliczeniowa współczesnych procesorów drastycznie zmniejsza ilość jej potencjalnych
zastosowań. Powodem tego jest długi czas rekonstrukcji obrazów 3D zadowalającej jakości. Ten problem
z wydajnością spowodowany jest przez stosunkowo duże rozmiary macierzy, na których obliczenia są
wykonywane (gęste macierze 60869x496 lub więcej elementów i 250MB w pamięci). Niezbędne jest
więc opracowanie nowych metod wykonywania obliczeń niezbędnych do rekonstrukcji obrazu
w Elektrycznej Tomografii Pojemnościowej 3D (3D ECT). W celu przyspieszenia tego procesu
konieczne jest opracowanie nowych algorytmów do wykonywania rekonstrukcji obrazu, które będą brały
pod uwagę charakter obliczeń równoległych i rozproszonych.
Opracowywany system umożliwi znaczące przyśpieszenie czasu rekonstrukcji obrazu w ECT.
Będzie on również charakteryzował się dużą elastycznością, co pozwoli również na jego zastosowanie do
przeprowadzania obliczeń numerycznych innych typów. W szczególności będzie to możliwe dla
problemów opierających się głównie na podstawowych operacjach algebry liniowej, gdzie wykorzystanie
biblioteki wchodzącej w skład systemu. W pozostałych przypadkach niezbędne będzie opracowanie
nowej „wtyczki” bądź implementacja niezbędnych operacji w już istniejących „wtyczkach. Częścią
systemu będzie jednak SDK (ang. Software Development Kit) ułatwiające tę czynność.
ACCELERATION OF IMAGE RECONSTRUCTION IN ELECTRICAL CAPACITANBCE
TOMOGRAPHY BY APPLICATION OF DISTRIBUTED HETEROGENEOUS SYSTEMS
PhD Student: Michał Majchrowicz
Supervisor: dr hab. inż. Lidia Jackowska-Strumiłło
Computer Engineering Department
Abstract:
In Electrical Capacitance Tomography image is reconstructed by performing calculations on large
quantities of data acquired from sensors, nevertheless computing power of today’s processors drastically
reduces its application. It is due to a long reconstruction time of 3D tomography images of satisfactory
quality. This performance issue is caused by relatively big sizes of matrices on which calculation are
performed (dense matrices with 60869 x 496 elements or more and 250MB in memory). As a result new
algorithms (and revised implementations of existing ones) for performing image reconstruction need to be
developed, that take into account the nature of parallel and distributed calculations.
Developed system will not only enable significant acceleration of image reconstruction time in
ECT but it will also be very flexible and allow for its application for performing numerical calculations of
different types for other research projects. Especially for problems that are based on basic linear algebra
operations, where only utilisation of provided library will be necessary. In other cases it will be sufficient
to create a new plugin or implement necessary operations as a part of existing one. All of these will not
require much work thanks to a provided SDK (Software Development Kit).
METAOPTYMALIZACJA KWANTO INSPIROWANYCH ALGORYTMÓW
EWOLUCYJNYCH W POLSKIEJ INFRASTRUKTURZE GRIDOWEJ PL-GRID
Doktorant: Robert Nowotniak
Promotor: dr hab. inż. Jacek Kucharski, prof. PŁ
Katedra Informatyki Stosowanej
Streszczenie:
Przeprowadzone badania dotyczą metaoptymalizacji kwantowo inspirowanych algorytmów
ewolucyjnych (ang. Quantum-Inspired Evolutionary Algorithms, QIEA) z wykorzystaniem zasobów
obliczeniowych Polskiej Infrastruktury Gridowej PL-GRID. Występujące w algorytmach QIEA
dodatkowe elementy losowości, inspirowane systemami kwantowymi, oraz związane z nimi liczne
parametry wpływają istotnie na efektywność tych algorytmów w zadaniach optymalizacji numerycznej i
kombinatorycznej. Automatyczny dobór wartości parametrów możliwy jest za pomocą nowoczesnych
technik metaoptymalizacji, wiążących się jednak ze znacznym kosztem obliczeniowym.
Polska
informatycznej
Infrastruktura
opartej
na
Gridowa
klastrach
dostarcza
polskiej
superkomputerów,
społeczności
agregującej
naukowej
zasoby
platformy
obliczeniowe
pięciu największych polskich superkomputerów i dostarczając obecnie polskiej społeczności naukowej
230 TFlopsów mocy na ponad 23 tysiącach rdzeni obliczeniowych.
W przeprowadzonych badaniach doświadczalnych wykorzystano część zasobów PL-GRID do
metaoptymalizacji algorytmu QIEA dla zestawu 25 testowych funkcji rzeczywistych (tzw. benchmark
CEC2005 – 2005 IEEE Congress on Evolutionary Computation: Session on Real-Parameter
Optimization). Poszczególne elementy implementacji zostały wykonane w językach: C (funkcje testowe),
C++ (algorytm QIEA) oraz Python (skrypty automatyzujące procedurę badawczą). Obliczenia wykonano
na 16 węzłach Infrastruktury (128 rdzeni obliczeniowych), uzyskując ponad 100-krotne przyśpieszenie
procesu metaoptymalizacji w stosunku do obliczeń na pojedynczym rdzeniu CPU. Dla zestawu funkcji
testowych CEC2005 algorytm QIEA o dostrojonych parametrach okazał się bardziej efektywny i miał
szybszą zbieżność niż oryginalny algorytm zaprezentowany w literaturze.
META-OPTIMIZATION OF QUANTUM-INSPIRED EVOLUTIONSARY ALGORITHMS IN
THE POLISH GRID INFRASTRUCTURE PL-GRID
PhD Student: Robert Nowotniak
Supervisor: Prof. Jacek Kucharski
Computer Engineering Department
Abstract:
The presented research concerns meta-optimization of Quantum-Inspired Evolutionary
Algorithms (QIEA) with the use of computational resources of The Polish Grid Infrastructure PL-GRID.
In QIEA algorithms, additional elements of randomness are introduced. They are inspired by properties of
quantum mechanical systems. The intensified random factors strongly influence effectiveness of the
algorithms in numerical and combinatorial optimization problems. Parameters of QIEA algorithms
determine the influence of the random factors. Automatic tuning of the parameters values is possible by
state-of-the-art meta-optimization techniques, which involves a considerable computational cost.
The Polish Grid Infrastructure is an IT platform based on computer clusters which aggregate
computational resources of the five largest Polish supercomputers. Currently, the Infrastructure provides
over 230 TFlops on more than 23 thousand cores to Polish scientific community.
In the conducted experiments, a part of PL-GRID resources has been used to perform the metaoptimization of QIEA algorithm for a set of 25 real test functions (so-called CEC2005 benchmark – 2005
IEEE Congress on Evolutionary Computation: Session on Real-Parameter Optimization). The
implementation of the individual components has been made in the programming languages: C
(benchmark functions), C++ (QIEA algorithm) and Python (scripts automating the research procedure).
The calculations have been performed on 16 nodes of the Infrastructure (128 computational cores), which
resulted in over 100x acceleration of the meta-optimization process in comparison to the calculations on a
single CPU core. For the set of CEC2005 benchmark functions, the tuned QIEA algorithm is more
effective and has a faster convergences than the original algorithm presented previously in the literature.
ELEKTROCHEMICZNA I FOTOELEKTROCHEMICZNA DEGRADACJA WYBRANYCH
ZWIĄZKÓW HYDROTROPOWYCH
Doktorant: Lidia Osiewała
Promotor: prof. dr hab. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej …
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Związki hydrotropowe są łagodnymi organicznymi substancjami powierzchniowo czynnymi
z
częścią
hydrotropową
znacznie
mniejszą
niż
typowe
surfaktanty.
Związki
te wykazują wyższą i czesto bardziej selektywną zdolność do rozpuszczania związków organicznych w
wodzie. Badania przeprowadzone dla poszczególnych związków hydrotropowych lub mieszaniny hydr
otrop - surfaktant wskazują na to, że związki te ulegają samoagregacji powyżej określonego minimalnego
stężenia zwanego minimalnym stężeniem hydrotropu (MHC) analogicznego do minimalnego stężenia
micelarnego (CMC) dla surfaktantów. Samoagregacja powoduje, że substancej te są stosowane w
procesach rozpuszania leków, reakcjach chemicznych oraz rozdziału substancji orgaznicznych.
Substancje hydrotropowe są używane jako dodatki do proszków i płynów do prania, wybielaczy, płynów
do
mycia
naczyń,
stosowane
są
również
przemyśle
kosmetycznym
oraz galwanizerskim.
Głównym celem pracy była elektrochemiczna i fotoelektrochemiczna degradacji wybranych
związków hydrotropowych o podobnej budowie cząsteczki: sole sodowe kwasu benzenosulfonowego,
toluenosulfonowego, kumenosulfonowego oraz ksylenosulfonowego. Zgodnie z wynikami uzyskanymi
różnymi metodami analitycznymi (TOC, HPIC, spektrometria UV-Vis), w wodnym roztworze chlorku
sodowego po 120 min reakcji fotoelektrochemicznej najwyższy stopień mineralizacji uzyskano dla soli
sodowej kwasu benzenosulfonowego (98%), a najniższy dla soli sodowej kwasu kumenosulfonowego
(87%).
ELECTROCHEMICAL AND PHOTOELECTROCHEMICAL DEGRADATION
OF SELECTED HYDROTROPIC COMPOUNDS
PhD Student: Lidia Osiewała
Supervisor: prof. dr hab. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Department of Chemistry
Abstract:
Hydrotropes are mild surface active amphiphilic organic salts with hydrophobic part comparatively
smaller than a conventional surfactant. Hydrotropes exhibit a higher and often more selective ability to
solubilize
organic
compounds
in
water.
The
studies
carried
out
on individual hydrotropes or surfactant-hydrotrope mixtures support the fact that hydrotropes are capable
of forming self-aggregates in the aqueous solutions above a certain minimum concentration known as
minimum hydrotropic concentration (MHC), analogous to critical micelle concentration (CMC) for
surfactants.
The
self-aggregation
of
the
hydrotropes
has been considered to be a pre-requisite for a number of applications in various fields
such
as
drugs
solubilization,
chemical
reactions,
separation
of
organic
compounds.
These compounds are used as additives for household cleaners such as laundry powders and liquids,
laundry
bleach,
dishwashing
liquid,
powder,
gel
and
spray
surface
cleaners,
they are also used in electroplating industry.
The main aim of this study was electrochemical and photoelectrochemical degradation
of the selected hydrotropic compounds with similar structure: sodium salt, benzenesulphonate, ptoluenesulphonate, p-cumenesulphonate, p-xylenesuphone. According to experimental results obtained by
various analytical methods (TOC, HPIC, Uv-Vis spectrometer), the highest mineralization was achieved
for sodium benzenesulphonate (98%) and the lowest for sodium cumenesulphonate (87%) after 120
minutes photoelectrochemical process in aqueous solution of sodium chloride.
BEZGLUTENOWE PIWO OWSIANE JAKO ŻYWNOŚĆ SPECJALNEGO PRZEZNACZENIA
Doktorant: Paulina Pawłowska
Promotor: Prof. dr hab. inż. Wojciech Ambroziak
Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii
Streszczenie:
Rosnąca liczba przypadków nietolerancji pokarmowych oraz alergii jest przyczyną ciągłego
poszerzania asortymentu produktów specjalnego przeznaczenia. Jednak dużym wyzwaniem pozostaje
stworzenie produktu dla osób o szczególnych wymaganiach żywieniowych, który stanie się atrakcyjnym
organoleptycznie zamiennikiem żywności tradycyjnej.
W pracy podjęto próbę opracowania innowacyjnej technologii produkcji piwa z bezglutenowego
surowca, jakim jest owies. Wyboru owsa dokonano na podstawie najnowszych licznych badań
potwierdzających, że umiarkowane ilości tego zboża tolerowane są przez znaczną większość osób
z celiakią, a więc pozostających na diecie bezglutenowej. Technologia otrzymywania piwa z owsa
zaprojektowana została w oparciu o tradycyjną technologię browarniczą. Dokonano jednak optymalizacji,
bądź też całkowitej modyfikacji poszczególnych etapów procesu.
W celu potwierdzenia bezpieczeństwa piwa owsianego w diecie osób cierpiących na celiakię
dokonano na obecnym etapie pracy oceny aktywności immunologicznej surowca i półproduktów
wykorzystywanych do otrzymania piwa. W celu oznaczenia immunoreaktywności wykorzystano testy
immunoenzymatyczne ELISA oraz surowice pacjentów z nietolerancją glutenu.
GLUTEN-FREE OATS BEER AS A SPECIAL PURPOSE FOOD
PhD Student: Paulina Pawłowska
Supervisor: Prof. Wojciech Ambroziak
Institute of Fermentation Technology and Microbiology
The Faculty of Biotechnology and Food Science
Abstract:
A growing number of food intolerance or allergy cases causes the need of continuous widening of
special purpose products range. However, creating a product for people with special dietary requirements
that remains an attractive substitute for traditional foods is a big challenge.
This work attempts to develop an innovative technology of beer production from oats being a
gluten-free raw material. The oats were chosen on the base of numerous recent studies demonstrating that
moderate amounts of that cereal are well tolerated by the majority of people with celiac disease, and thus
remaining on a gluten-free diet. The designed technology of beer production from oats is based on a
traditional brewing technology. However, the optimization, or total modification of the individual
process‘ steps was done.
In order to confirm the safety of oats beer for celiac sufferers the evaluation of immunological
activity of raw materials and semi-products used to obtain the beer was made at this stage of the work.
The ELISA tests and sera from patients with intolerance to gluten were used to determine the
immunoreactivity.
ELEKTROCHEMICZNE, FOTOCHEMICZNE
I FOTOELEKTROCHEMICZNE UNIESZKODLIWIANIE
2-ETYLOHEKSYLOSIARCZANU SODU (EHS)
Doktorant: Aleksandra Perek
Promotor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
WydziałChemiczny
Streszczenie:
Jednym z najważniejszych aspektów ochrony środowiska jest problem oczyszczania wody.
Z powodu różnorodności zanieczyszczeń konieczne jest stosowanie rozmaitych metod unieszkodliwiania.
2-etyloheksylosiarczan sodu (EHS) należy do grupy surfaktantów alkilowych. Jest on powszechnie
stosowany w przemyśle kosmetycznym, włókienniczym a także w produkcji kauczuku. Wykorzystywany
jest również jako składnik kąpieli galwanicznych, umożliwiający rozpuszczanie innych składników.
Przedstawione badania dotyczą unieszkodliwiania EHS metodą fotochemiczną, elektrochemiczną
i fotoelektrochemiczną. Wykorzystano anodę w postaci blaszki Ti pokrytej TiO2(70%)/RuO2(30%) oraz
katodę Pt. Wyniki analiz pozwalają na stwierdzenie, że spośród trzech rozpatrywanych metod, proces
fotoelektrochemicznego unieszkodliwiania jest najbardziej efektywny. Najwyższy stopień mineralizacji
(90%) obliczony jako zmiana TOC, uzyskano po 180 minutach reakcji fotoelektrochemicznej
z zastosowaniem natężenia prądu 0,3A.
ELECTOCHEMICAL, PHOTOCHEMICAL AND PHOTOELECTROCHEMICAL
TREATMENT OF 2-ETHYLHEXYL SODIUM SALT (EHS)
PhD Student: Aleksandra Perek
Supervisor: Prof Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Department of Chemistry
Abstract:
Water purification is one of the most important aspects of the environmental protection. Different
methods of treatment have to be applied due to an increase of variety water contaminations. 2-ethylhexyl
sodium salt (EHS) belongs to a group of alkyl surfactants and it is generally used in cosmetics, textile and
rubber production. It is also applied in galvanic industry as an ingredient in electroplating baths which
enables dissolution of other components. In this work photochemical, electrochemical and
photoelectrochemical treatment of EHS was carried out. Ti covered TiO2(70%)/RuO2(30%) was used as
an anode and Pt plate as a cathode. This investigations show that the photoelectrochemical process
is the most effective method among all the examined ones. The highest substrate mineralization (90%)
calculated
as
a
change
in
TOC
was
achieved
of the photoelectrochemical treatment using current intensity 0,3A.
during
a
180
minute
ZWIĄZKI KARBONYLOWE, A JAKOŚĆ ŻYTNICH DESTYLATÓW ROLNICZYCH
Doktorant: Marta Pietruszka
Promotor: prof. Dr hab. Józef St. Szopa
Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii
WydziałBiotechnologii i Nauk o Żywności
e-mail [email protected]
Streszczenie:
Wysoka pozycja polskich wódek w strukturze światowego rynku jest wynikiem połączenia
wielowiekowych tradycji, orginalności receptur i stosowania alkoholu etylowego produkowanego ze
starannie wyselekcjonowanych zbóż i ziemniaków. Spirytus produkowany w krajowych gorzelniach
rolniczych powinien odznaczać się jak najlepszą jakością i spełniać wymagania stawiane przez Polską
Normę. Na zawartość zanieczyszczeń w destylacie rolniczym może wpłynąć jakość użytych surowców i
warunki fermentacji (niewłaściwe pH i temperatura fermentacji, zakażenie zacierów przez obcą
mikroflorę, zawartość metali ciężkich, rasa i wielkość wysiewu drożdży).
Jedną z bardzo ważnych grup występujących w spirytusach w postaci zanieczyszczeń naturalnych
są związki karbonylowe, nadające nieprzyjemny zapach i smak. Zawartość tej grupy związków jest
istotną cechą spirytusów, gdyż pozwala wstępnie ocenić jakość surowca i procesu technologicznego, oraz
warunki sanitarno-higieniczne producenta.
W pracy badano wpływ wybranych parametrów fermentacji zacierów żytnich na dynamikę
powstawania związków karbonylowych, ze szczególnym uwzględnieniem aldehydu octowego. Zakres
badań obejmował analizę zacierów sporządzonych z odmian żyta Dańkowskie Złote i Dańkowskie
Diament wg technologii BUS i ciśnieniowo- termicznej. Fermentacje (72 h, 28÷30oC, początkowe pH
4,8), prowadzono z zastosowaniem suszonych drożdży gorzelniczych rasy As-4 i D-2 (0,3 g s.m./l
zacieru). Podłoża dodatkowo wzbogacano pożywkami: (NH4)2HPO4 i (NH4)2SO4 w dawce 0,2 g/l zacieru.
Ocenie poddano otrzymane po zakończonych fermentacjach destylaty, oznaczając stężenie aldehydów
techniką GC-FID.
Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zaciery przygotowane wg technologii BUS
fermentowały dynamiczniej. W 72 godzinie stężenie alkoholu etylowego było wyższe o ponad 41% w
porównaniu z fermentacją zacieru przygotowanego metodą cieśnieniowo-termiczną (pozostałe parametry
identyczne). Drożdże D-2 charakteryzowały się najwolniejszą dynamiką fermentacji – odnotowano
najdłuższy okres zafermentowania, co odznaczało się rówież małymi zmianami stężenia aldehydu
octowego w tym okresie.
Wykazano, że zastosowanie żyta odmiany Dańkowskie Diament do przygotowania zacierów miało
istotny wpływ na stężenie badanego związku. Zawartość aldehydu octowego w 72 godzinie fermentacji,
jak również w otrzymanym destylacie, była wyższa odpowiednio o 62,4% i 86,5% w porównaniu do
próby, gdzie zastosowano odmianę żyta Dańkowskie Złote.
CARBONYL COMPOUNDS AND THE QUALITY OF AGRICULTURAL RYE DISTILLATES
PhD Student: Marta Pietruszka
Supervisor: Prof. Dr hab. Józef St. Szopa
Institute of Fermentation Technology and Microbiology
The Faculty of Biotechnology and Food Science
Abstract:
The high position of Polish vodka in the structure of the global market is the result of combining
centuries-old traditions, originality of recipes and the use of ethanol produced from carefully selected
grains and potatoes. Alcohol produced in the national agricultural distilleries should have the best quality
and it should meet the requirements of the Polish Standard. The content of impurities in the agricultural
distillate may be affected by the quality of the raw materials and the fermentation conditions (improper
pH and the temperature of fermentation, mashes infection by a foreign microflora, heavy metal content,
breed and size of the yeast’s seeding). One of the most important groups, which are the natural impurities
in the spirits are carbonyl compounds- they give an unpleasant odor and taste. The content of this group
of compounds is an important feature of the spirits, because it allows for the initial evaluation of the
quality of raw material, manufacturing process, and producer’s sanitary-hygienic conditions.
In this study the influence of selected fermentation parameters of rye mashes on the dynamics of
carbonyl compounds synthesis, with particular emphasis on acetaldehyde, was examined The scope of the
research included analysis of mashes prepare from rye varieties Dańkowskie Złote and Dańkowskie
Diament by pressure-cooking and pressureless methods of starch liberation. Fermentations (72 h, 28÷30
°C, initial pH 4.8) were carried out by using dried distillery yeas strains: As-4 and D-2 (0.3 g dm /l mash).
The sweet mashes were supplemented with: (NH4)2HPO4 and (NH4)2SO4 in a dose of 0.2 g /l mash. After
completed fermentations, the whole ethanol was distilled from mashes. Distillates obtained were analysed
for the concetration of aldehydes by GC-FID method.
The results obtained showed that fermentation of mashes prepared according to PLS method
proceeded dynamically than those obtained by pressure-cooking method. In the 72 hour the concentration
of ethanol was higher by over 41% compared with the fermentation of mashes prepared with the use of
presssure-cooking method (all other parameters were the same). Yeast D-2 were characterized by the
slowest dynamics of fermentation - the longest period of the initial phase of fermentation was noted.
During this period some small changes within acetaldehyde‘s concentration have occurred. It was shown
that the use of Dańkowskie Diament had a significant effect on the concentration of the acetaldehyde. The
content of this compound in the 72 hour of fermentation, as well as in the distillate obtaineds was higher
by 62.4% and 86.5% compared with trails prepared from the rye variety Dańkowskie Złote.
SYMULACJA KOMPUTEROWA WYMIANY CIEPŁA W PROCESIE CHŁODZENIA W
PRZEMYSŁOWYCH INSTALACJACH HARTOWNICZYCH
Doktorant: mgr inż. Magdalena Pokrzywa
Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr Kula
Instytut Inżynierii Materiałowej
Streszczenie:
Współczesne projektowanie inżynierskie wspomagane jest obecnie poprzez numeryczną technikę
obliczeniową. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne obecnie uzywanych w przemyśle instalacji
hartowniczych coraz częściej są efektem prowadzenia szeregu symulacji komputerowych oraz
modelowania skomplikowanych zagadnień cieplno-przepływowych.
Do wyznaczania rozkłądu prędkości chłodzenia i pól temperatury, wykorzystywane są profesjonalne
kody z pakietu ANSYS, które bazuja na numerycznej metodzie obliczeń. Obliczenia cieplnoprzepływowe, prowadzone przy użyciu kodu ANSYS CFX wykorzystującego metodę objętości
skończonych. Kod ten wykonując obliczenia cieplno-przepływowe rozwiązuje jednocześnie układ trzech
równań, które bilansują: masę – równanie skalarne ciągłości, pęd – równanie wektorowe Naviera-Stokesa
i energię całkowitą – równanie skalarne określające pole temperatury. Dzięki temu stworzony na
podstawie zaimportowanej do programu ANSYS Workbench model dyskretny przy odpowiednio
zdefiniowanych warunkach brzegowych i początkowych w kodzie ANSYS CFX, pozwala analizować
zjawiska fizykochemiczne i rozwiązać skomplikowane modele wymiany ciepła pomiędzy wsadem a
intensywnie i turbulentnie przepływającym medium chłodzącym.
Analizie wymiany ciepła, rozkładu prędkości chłodzenia i pola temperatury poddane zostały dwie
instalacje przeznaczone do obróbki cieplno – chemicznej firmy SECO/WARWICK S.A.: piec
jednokomorowy (realizujący proces chłodzenia w gazie przy nadciśnieniu do 16 bar, w przypadku
chłodzenia w helu lub wodorze do 25 bar, w którym proces nagrzewania i chłodzenia odbywa się w
jednej komorze) i piec dwukomorowy (z chłodzeniem gazowym przy ciśnieniu 10, 15 i 20 bar, w którym
chłodzenie realizowane jest w przejezdnej komorze hartowniczej będącej jednocześnie transportem
wsadu do komór grzejnych).
Monitorowanie zmian pól rozkładu prędkości i temperatury, w komorze hartowniczej w czasie trwania
procesu chłodzenia wykorzystywane jest m.in. do wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła.
Analiza wyników symulacji komputerowch pozwala określić i zdefiniować parametry procesu
hartowania.
COMPUTERSIMULATION DER WÄRMEÜBERTRAGUNG IN DER KÜHLUNG IN
INDUSTRIELLEN ABSCHRECKEN
Doktorand: MSc. Magdalena Pokrzywa
Betreuer: prof. Assoc. Eng. Piotr Kula
Institut für Werkstofftechnik
Fakultät für Maschinenbau
Technische Universität Lodz, Polen
E-mail: [email protected]
Zusammenfassung:
Moderne Konstruktion wird derzeit von der numerischen Rechentechnik unterstützt. Modernes
Design Techniken, die derzeit in industriellen Anlagen verwendet werden, sind zunehmend HardeningEffekt aus einer Reihe Computer-Simulationen und Modellierung von komplexen thermisch-hydraulische
Probleme (Anfragen).
Zur Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung der Kühlung und Temperaturfelder sind mit einem
Berufsordnungen ANSYS Pakets, das auf die numerische Berechnung Methode verwendet wird. HeatFlow-Berechnungen, durchgeführt mit ANSYS CFX-Code, verwenden Finite-Volumen-Methode. Der
Code macht die thermisch-Flow-Berechnungen, gleichzeitig löst er ein System von drei Gleichungen, die
vergleichen: Masse - Skalar Kontinuitätsgleichung, Impuls - Vektor-Gleichung des Navier-Stokes-und
Gesamtenergie - eine skalare Gleichung Bestimmung der Temperatur Feld. Dank dieser importiertes in
das Programm ANSYS Workbench diskretes Modell mit gut definierten Rand-und Anfangsbedingungen
im Code ANSYS CFX , erlaubt die Analyse von physikalisch-chemischen Phänomenen und lösen
komplexe Modelle der Wärmeaustausch zwischen der Ladung und einer intensiven und turbulent
strömende Kühlmedium.
Bei der Analyse der Wärmeübertragung, Geschwindigkeitsverteilung von Kühl-und Temperatur-Felder
wurden zwei Anlagen zur thermo – chemische Untersuchung unterzogen (von der Firma SECO /
WARWICK SA ): Einkammer-Ofen (Durchführung des Verfahrens zur Abkühlung des Gases bei einem
Druck von 16 bar, bei der Abkühlung in Helium oder Wasserstoff bis 25 bar, wobei das Verfahren der
Heizung und Kühlung erfolgt in einer Kammer) und der zwei Ofenkammer (mit Kühlgas bei einem Druck
10, 15 und 20 bar, in denen Kühlwasser ist in der Abschreckkammer, die passierbar ist, während
Beförderung von Futtermitteln zu den Heizkammern).Überwachen von Änderungen in den Bereichen
Geschwindigkeit und Temperaturverteilung in der Löschkammer beim Abkühlen verwendet wird, unter
anderem die Wärmeübertragungskoeffizienten zu bestimmen. Die Analyse der Ergebnisse von
Computersimulationen erlaubt, die Parameter der Aushärtungzu zu spezifizieren und zu definieren.
RYZYKO WYSTĄPIENIA ZAKRZEPÓW W PROTEZACH WEWNĄTRZNACZYNIOWYCH
Doktorant: Andrzej Polańczyk
Promotor: prof. dr hab. inż. Ireneusz Zbiciński
* Katedra Procesów Cieplnych i Dyfuzyjnych
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
Streszczenie:
W chirurgii naczyniowej częstym zabiegiem stosowanym w celu odseparowania tętniaków są
implantacje protez wewnątrznaczyniowych. Pozwalają one zminimalizować ryzyko pęknięcia tętniaków
poprzez odseparowanie ich z krwioobiegu. Stosowanie implantów często wiąże się z występowaniem
powikłań w postaci zakrzepów formujących sie w odnogach protezy.
W
niniejszej
pracy przygotowano
matematyczny
model
CFD
tworzenia
skrzepu
w implantach aortalnych i optymalizację kształtu stent-graftu w celu minimalizacji ryzyka występowania
zakrzepów.
THE RISK OF CLOTH FORMATION IN STENT-GRAFTS
PhD Student: Andrzej Polańczyk
Supervisor: Prof. Ireneusz Zbiciński
* Department of Heat and Mass Transfer
The Faculty of Process and Environmental Engineering
Abstract:
Endovascular prosthesis are often used in vascular surgery to separate aneurysm. Such procedure
enables to minimize a risk of aneurysm rapture by separating aneurysm from blood flow. The use of
implants is very often associated with occurrence of complications such as blood cloth formation in lower
part of implants.
In this paper a CFD mathematical model of thrombus formation in aortic implants was prepared.
Optimization of implants shape to minimize risk of thrombus development was also elaborated.
LEE REPLANNER
Doktorant: Maciej Polańczyk
Promotor: dr hab. inż. Michał Strzelecki, prof. PŁ
* Instytut Elektroniki
Wydział Elektrotechniki Elektroniki Informatyki i Automatyki
Streszczenie:
Jednym z najważniejszych zagadnień związanych z budowaniem autonomicznych platform
mobilnych jest ich zdolność do unikania kolizji z przeszkodami podczas poruszania się w nieznanym
środowisku. W większości takich systemów nie jest możliwe przygotowanie mapy przeszkód przed
rozpoczęciem eksploracji terenu. Informacje o środowisku pozyskiwane są podczas ruchu platformy
i są wykorzystywane do aktualizowania mapy w czasie rzeczywistym. Aby zapewnić prawidłowe
funkcjonowanie platformy, ścieżka ruchu powinna być wyznaczana na nowo za każdym razem gdy
są wprowadzane zmiany w mapie. Niestety takie podejście jest czasochłonne. Dlatego istnieje potrzeba
poprawy procesu planowania ścieżki ruchu, np. poprzez uwzględnienie w procesie wyznaczania ścieżki
ruchu wyników uzyskanych w poprzednim kroku – tzw. replanning. W tym celu opracowano nowy
algorytm wyznaczania ścieżki ruchu oparty na algorytmie Lee [1]. Wyniki eksperymentów pokazują,
że zaproponowana metoda poprawnie wyznacza ścieżkę ruchu w nieznanych środowiskach
wewnętrznych i zewnętrznych, takich jak korytarze, pomieszczenia biurowe lub parking. Ponadto, czas
obliczeń jest wystarczająco krótki, aby możliwe było jej zastosowanie w systemach czasu rzeczywistego.
LEE REPLANNER
PhD Student: Maciej Polańczyk
Supervisor: Prof. Michał Strzelecki
* Institute of Electornics
Abstract:
One of the most important issues related to autonomous robotic mobile platforms is their ability
of avoiding still and moving obstacles when navigating in an unknown environment. In the majority of
such systems, e.g. mobile robots operating without an explicitly planned route, it is not possible to ensure
obstacle map defined a priori. In such systems this information has to be discovered and updated in real
time. To provide a correct platform operation, the path should be recalculated every time a map is
updated. Unfortunately, this approach is usually time-consuming. Therefore there is a need to improve the
process of path planning, e.g. by consideration of results obtained in the previous step before new objects
are detected – idea of replanning. To implement this solution, a novel approach based on Lee’s algorithm
[1] is proposed. The experimental results show that the presented method is able to estimate a platform
path in unknown indoor and outdoor environments such as corridors, office rooms or a parking lot.
Moreover, the map calculation time is sufficiently short to ensure reliable and accurate platform
localization.
1. Lee, C. Y.: An algorithm for path connection and its applications. IRE Trans. on Electronic Computers,
Vol. EC-10, No. 3, pp. 346-365, (1961)
PORÓWNANIE WPŁYWU GLIKOLU PROPYLENOWEGO PODAWANEGO METEDĄ MQL
Z EMULGOLEM PODCZAS PROCESU SZLIFOWANIA TYTANU.
Doktorant: Radosław Rosik
Promotor: dr hab. inż. Ryszard Wójcik, prof. PŁ
* Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn
Streszczenie:
Celem naukowym badań jest Porównanie wpływu glikolu propylenowego podawanego metedą
MQL z Emulgolem podczas procesu szlifowania tytanu. Zaletą glikolu propylenowego jest jego
nieszkodliwość dla zdrowia i środowiska naturalnego oraz jego niska cena, która ma wpływ na niższe
koszty
szlifowania.
Badania
eksperymentalne
będą
obejmowały
pomiary
sił
szlifowania
piezoelektrycznym siłomierzem firmy Kistler, powstałe podczas procesu szlifowania stopu tytanu.
W celu sprawdzenia pozytywnego wpływu glikolu propylenowego na jakość powierzchni przy
szlifowaniu mierzone będą wybrane parametry wartwy wierzchnej takie jak: chropowatość, falistość,
mikrotwardość oraz naprężenia własne uzyskane w procesie szlifowania i porównanie z tradycyjnym
chłodzeniem cieczą obróbkową – Emulgolem ES12.
Do badań wykorzystane będzie urządzenie MQL Microjet, siłomierz, przenośnych chropowatomierz
firmy Hommel oraz sprzęt komputerowy do opracowania wyników badań.
Badania naukowe Porównujące wpływ glikolu propylenowego podawanego metedą MQL z Emulgolem,
wykazały mniejsze wartości chropowatości Ra na powierzchni próbki tytanu Tigr5 mierzone w pięciu
punktach dla glikolu propylenowego. Także, najmniejsze wartości sił zarejestrowano przy udziale
glikolu propylenowego jako cieczy obróbkowej. Wyniki badań powinny przyczynić się do szerszego
zastosowania glikolu propylenowego podczas obróbki skrawaniem, zastąpienia klasycznego chłodzenia
bardziej oszczędnym i bardziej przyjazny środowisku.
COMPARISON INFLUENCE EFFECTS PROPYLENE GLYCOL DELIVERY
METHOD MQL WITH EMULGOL DURING OF TITANIUM ALLOY IN GRINDING
PROCES
PhD Student: Radosław Rosik
Supervisor: Prof. Ryszard Wójcik
* Institute of Machine Tools and Production Engineering
Abstract:
The purpose of scientific research is Comparison influence effects propylene glycol delivery
method MQL with Emulgol during of titanium alloy in grinding proces. The advantage of propylene
glycol is not harmful to health and the natural environment its low price, which affects the lower cost of
grinding. Experimental studies will include measurement of grinding for ces piezoelectric dynamometer
byfirm Kistler of the workpiece produced during the grinding of titanium alloy. In order to verify the
positive impact of propylene glycol on the surface quality in grinding will be measured urface layer
selected parameters such as: roughness, waviness, microhardness and residual stress generated in the
process of grinding and compare them with traditional cooling grinding fluid – Emulgol ES12.
For researches will be application the device MQL MicroJet device, the dynamometer, small portable
surface roughness tester made by Hommel firm, and computer for equipment for the development of
research results. Eesearches comparing influence effects propylene glycol delivery method MQL with
Emulgol showed the smallest value of roughness Ra on the sample surface titanium alloy Tigr5 measured
in the five points for propylen glicol. Also the lowest values forces were record using propylen glicol as
grinding fluid. The results should contribute to the wider use of propylene glycol during machining, the
replacement of the classical cooling more economical and more environmentally friendly.
KOŃSKA ALBUMINA SUROWICZA - NOŚNIK LEKÓW PRZECIWZAPALNYCH
Doktorant: Bartosz Sekuła
Promotor: dr inż. Anna Bujacz
* Instytut Biochemii Technicznej
Streszczenie:
Surowicza albumina jest głównym białkiem transportującym liczne substancje w płynach
ustrojowych kręgowców. Ligandy przyłączone do albuminy mogą być transportowane w układzie
krwionośnym do miejsca ich działania lub sekrecji.
Cząsteczka albuminy surowiczej posiada dwa główne miejsca wiążące, które są odpowiedzialne
za przyłączanie heterocyklicznych lub aromatycznych kwasów karboksylowych. Regiony te, znajdujące
się wewnątrz domeny II i III, nazywane są miejscami Sudlow'a lub miejscami wiązania leków (DS1 i
DS2). Ponadto wewnątrz trzech homologicznych domen albuminy wyróżnia się do jedenastu miejsc
odpowiedzialnych za interakcje z kwasami tłuszczowymi oraz kilka miejsc wiążących dla konkretnych
ligandów, którymi mogą być leki, hormony i metabolity. Dotychczasowe badania strukturalne
prowadzone w Pracowni Badań Strukturalnych IBT, wskazują na odmienne miejsca wiązania niektórych
ligandów w cząsteczkach albumin różnych ssaków.
Przy użyciu metod rentgenowskiej krystalografii białek, określiliśmy struktury krystaliczne
kompleksów końskiej albuminy surowiczej (ESA) z dwoma przedstawicielami niesteroidowych leków
przeciwzapalnych - diklofenakiem oraz naproxenem. Leki te, przenoszone w układzie krwionośnym
przez albuminę, są powszechnie stosowane w leczeniu bólu, gorączki i stanów zapalnych.
Dane strukturalne ludzkiej surowiczej albuminy (HSA) wskazują, że w obecności kwasów
tłuszczowych oraz modułu białkowego GA, ludzka albumina surowicza przyłącza naproxen w
subdomenie IB (PDB ID: 2XVU). Jednakże, do tej pory w Białkowej Bazie Danych (PDB) nie została
zdeponowana żadna struktura odtłuszczonej HSA w kompleksie z tym lekiem. Prezentowana krystaliczna
struktura kompleksu odtłuszczonej ESA z naproxenem, rozwiązana do rozdzielczości 2.4 Å, ukazuje
odmienne miejsce wiązania tego leku w subdomenie IIIA (DS2).
Charakter wiązania diklofenaku przez końską albuminę surowiczą badany był w dwóch
strukturach krystalicznych kompleksów, w pH 4.5 oraz 6.0, które rozwiązane zostały do rozdzielczości
2.44 Å oraz 2.01 Å. Na ich podstawie zidentyfikowano dwa miejsca wiązania diklofenaku: wewnątrz
DS2 - w tym samym miejscu co naproxen, oraz w szczelinie pomiędzy subdomenami IIIA i IIIB, w której
HSA przyłącza oksyfenbutazon oraz hydroksylową pochodną kwasu jopanowego.
Większość kieszeni wiążących w cząsteczce albuminy surowiczej jest zdolna do przyłączania
więcej niż jednej grupy ligandów, stąd określenie oddziaływań białko-ligand w ssaczych albuminach jest
bardzo istotne dla scharakteryzowania złożoności tego transportera i pomocne w zrozumieniu roli
albumin w metabolizmie różnych substancji.
EQUINE SERUM ALBUMIN - A CARRIER OF ANTI-INFLAMMATORY DRUGS
PhD Student: Bartosz Sekuła
Supervisor: PhD. Anna Bujacz
*Institute of Technical Biochemistry
The Faculty of Biotechnology and Food Sciences
Abstract:
Serum albumin is the main transporter of numerous substances in vertebrate plasma and other
body fluids. Ligands bound to serum albumin can be transported through the circulatory system to their
place of function or disposal, while remaining harmless.
The molecule of serum albumin has two major binding sites responsible for incorporation of
heterocyclic and aromatic carboxylic acids. These two regions located within domain II and III are named
Sudlow’s sites or drug binding sites (DS1 and DS2). Crystallographic studies reveal other distinct sites,
e.g. for heme, bilirubin, thyroxine and up to eleven sites responsible for attachment of fatty acids (FA
sites) which are distributed in the three analogous albumin domains. Previous studies conducted in X-Ray
Analysis Laboratory of Institute of Technical Biochemistry revealed binding diferences of some ligands
among mammalian serum albumins.
With the use of X-ray protein crystallography methods, we have determined crystal structures of
equine serum albumin (ESA) complexes with two representatives of non-steroidal anti-inflammatory
drugs - diclofenac and naproxen. Both drugs, within the circulatory system, are transported mostly by
serum albumin and are commonly used in the treatment of pain, fever or inflammation.
Structural data of human serum albumin (HSA) suggests that with the excess of fatty acids and
presence of a GA (protein G-related albumin-binding) module, HSA is able to bind naproxen in
subdomain IB (PDB ID: 2XVU). However, there is no crystal structure of fatty acid free serum albumin
in complex with this drug published to date. The defatted ESA-naproxen crystal structure, determined at
our laboratory to resolution 2.4 Å, reveals different binding site for this drug, located in subdomain IIIA
(DS2).
Equine serum albumin binding manner of diclofenac was investigated by determining structures
from crystals grown in two different conditions, in pH 4.5 and 6, to resolution 2.44 Å and 2.01 Å
respectively. Two binding sites for diclofenac were identified in both crystal structures. First molecule
was incorporated in DS2 - in the same binding site where naproxen has bound in HSA. Second diclofenac
site was located between subdomains IIIA and IIIB, where HSA binds oxyphenbutazone and iophenoxic
acid.
Most of serum albumin binding sites are able to interact with more than one group of ligands,
therefore determining protein-ligand relations among mammalian serum albumin analogues seems to be
essential for characterization the complexity of this transporter. This, from the other hand, can be a key
for understanding a role of albumin in metabolism of different substances.
MODELING OF THERMAL PROCESSES IN MULTILAYER COMPOSITES
PhD Student: Petro Shmigelskyi
Supervisor: Prof. Mykhaylo Lobur, Dr. Ihor Farmaga
*Department of Computer-Aided Design Systems
The Faculty of Computer Science
Lviv Polytechnic National University,Ukraine
Abstract:
Introduction
Modern composites have properties not available for conventional materials. They are widely used in
many industries, where combination of high strength and light weight is appreciable. Nowadays are
designing composites with special thermal properties. That composites are especially important in
devices, where required providence of necessary thermal condition (aircraft turbine, heat sink from
electronical components, etc.).
The article provides consideration of thermal modeling of multilayered composites, also called laminar.
Those composites consists of layers of different materials cemented together (Fig. 1).
Fig. 1. Laminar composite structure
Formulation of Heat Transfer Problem
Thermal processes in solid bodies can be described by Eq.1
K xx
 2T
 2T
 2T

K

K
Q 0
yy
zz
x 2
y 2
y 2
,
(1)
where Kn – thermal conductivity along X, Y and Z axises, T – temperature, Q – heat source.
Specialty of laminar composites is that they are continuous in two dimensional parallel to layers. If
extension of layer is much more than composite thickness we can assume that heat flux equal zero in
direction parallel to layers, so in that case
T
 0,
n
(2)
where n – direction parallel to layer position. Eq. 1 can be reduced to
K xx
 2T
Q 0
x 2
,
(3)
where x – direction perpendicular to position of composite.
Heat Transfer Problem Solution
We used two approaches to solve this problem – analytical [1] and numerical.
Analytical solution allows to acheive accurate results with low computational resources costs. But this
solution is applicable just for bodies with regular shape and set of combination of boundary condition is
limited. It is very difficult achieve analytical solution for problems involving anisotropic materials.
Therefore we also provide numerical solution by finite element method [2, 3]. The method is applicable
for bodies with irregular shape, having mixed boundary conditions, involving nonlinear material
properties. Disadvantage of FEM solution is high computational complexity [4] and accuracy depending
of task complexity.
TERMET System
Described analytical and FEM approaches are implemented in TERMET system, which specialized in
analysis and synthesis of composite materials. Visualized results of one-, two- and three dimentional
analyses of laminar composite (Fig. 1) are presented in Fig. 2.
a)
b)
c)
Conclusion
Nowadays FEM is one of the most advanced approaches for thermal analysis of solid bodies, as well as
for some other physical analyses. It allows to analyse bodies with irregular shape, having mixed boundary
conditions, which consists of anisotropic materials with nonlinear propertiesBut for some specific
analysis of multilayer composites analytical solution is preferred and allows to achieve more accurate
results with lower computational costs.
Acknowledgment
The authors would like to place on record the help TERMET project received from the Department of
Computer-Aided Design Systems (Lviv Polytechnic National University) and the Faculty of Materials
Science and Engineering (Warsaw University of Technology).
References
[1]. Vladimir A. Koval, Igor W. Farmaga, Andrzej J. Strojwas, Stephen W. Director “MONSTR”: A
complete thermal simulation of electronics systems, Proceedings of the 31 st Design Automation
Conference, San Diego, CA, June 6-10, 1994, pp. 570-575.
[2]. Larry J. Segerlind, "Appliend finite element analysis" Second Edition. John Wiley and Sons, USA,
1984.
[3]. Farmaha I. The solving of heat transfer problem of composite materials by finite element method / I.
Farmaha, U. Marikutsa, P. Shmigelskyi // CAD in Mashinery Design. Inplementation and Education
Problems (CADMD’2010) : Proc. of the XIX Ukrainian-Polish Conference. - Lviv, 2010. – P. 124 - 125.
[4]. I. Farmaga, P. Shmigelskyi, P. Spiewak, L. Ciupinski. Evaluation of Computational Complexity of
Finite Element Analysis // CADSM’2011, February, 23-25, Lviv, Polyana, 2011, pp. 213-214.
ZWIĄZKI KOORDYNACYJNE BERYLOWCÓW Z WYBRANYMI LIGANDAMI
N-DONOROWYMI O SZTYWNEJ KONFORMACJI
Doktorant: Tomasz Sierański
Promotor: prof. dr hab. inż. Marek Główka
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Chemią koordynacyjna metali ziem alkalicznych w ostatnich latach cieszy się co raz większym
zainteresowaniem. Przykładem może być magnez i wapń, które jako metale ważne biologicznie (ich
kationy należą do jednych z najobficiej występujących w organizmie ludzkim), są intensywnie badane
[1,2]. Jednak prace w odniesieniu do cięższych berylowów, także są intensywnie rozwijane. Stront na
przykład, który jest powszechnie uważanym za toksyczny dla organizmu ludzkiego, wykazuje działanie
anaboliczne na tkankę kostną i niektóre jego związki koordynacyjne są używane jako leki przeciwko
osteoporozie [3]. Aczkolwiek. w porównaniu z chemią koordynacyjną metali przejściowych, chemia
koordynacyjna metali ziem alkalicznych jest znacznie mniej poznana [4]. W celu poznania właściwości
oraz struktury związków koordynacyjnych metali ziem alkalicznych oraz określenia korelacji pomiędzy
poszczególnymi właściwościami a strukturą, otrzymano serie związków koordynacyjnych berylowców z
wybranymi modelowymi ligandami N-donorowymi (1,10-fenantroliną – phen, i heksametylenotetraaminą
- hmta) oraz różnymi anionami organicznymi i nieorganicznymi, a następnie określono ich
charakterystykę fizykochemiczną (między innymi trwałość termiczną, właściwości spektroskopowe UVVIS-IR i spektrofluorymetryczne).
Otrzymane związki koordynacyjne wykazują znaczne różnice w składzie i właściwościach,
wynikające z użytego liganda (phen i hmta) i pewne różnice, wynikające z charakteru kationu i anionu.
Koordynacja liganda do kationu metalu zmienia się ze wzrostem jego liczby atomowej, przy czym w
niektórych przypadkach grupy związków zawierające różne metale i analogiczne ligandy wykazują
izomorfizm. Zastosowanie grup karboksylanowych w odpowiednim otoczeniu i przy zachowaniu
specyficznych warunków reakcji pozwala uzyskać związki dwujądrowe o użytecznych właściwościach
(na przykład efektywnych fluoroforów).
Literatura:
1. Yun C., Sudhir R., Po-Wen C., Hsi-Ying H., Shie-Ming P., Gene-Hsiang L., (2002) Inorg Chim Acta
334:172.
2. Botana L., Bastida R., Macías A., Pérez-Lourido P., Valencia L., (2009) Inorg Chim Acta 362: 3351.
3. O’Donnell M., Hill R., (2010) Acta Biomat 6: 2382.
4. Daniele P.G., Foti C., Gianguzza A., Prenesti E., Sammartano S., (2008) Coord Chem Rev 252: 1093.
ALKALINE EARTH METAL COORDINATION COMPOUNDS WITH CHOSEN MODEL
AMINES POSSESSING STIFF CONFORMATION
PhD Student: Tomasz Sierański
Supervisor: Prof. Marek Główka
The Faculty of Chemistry.
Abstract:
The coordination chemistry of alkaline earth metal ions is an active area of research due to their
potential application possibilities in various fields such as biochemistry and environmental chemistry [1].
The magnesium and calcium are the metals of most interest [2] but other, heavier alkaline earth metal
(for instance strontium) are also important. After the development of the drug – strontium ranelate which reduces the incidence of fractures in osteoporotic patients, an increasing awareness of the
biological role of this metal has grown [3]. Considering this, the investigations of coordination chemistry
of these metals group is crucial not only due to the need of biologically active compounds of clinical
applications but they are also important in terms of obtaining new, environmentally and human friendly
(most magnesium and calcium compounds are low toxic [4]), materials of other usage. To understand the
properties and structures of the compounds of alkaline earth metals with 1,10-phenantroline (phen) and
hexamethylenetetramine (hmta) and to find out about the differences in coordination ability of these
metals according to slightly different electronic properties, the study was performed. Alkaline earth metal
coordination complex compounds with phen and hmta were obtained. To investigate the properties and
structural differences imposed by the anion properties – both inorganic and organic ones - the different
salts of these metals were used. The structures of these coordination complexes were determined and their
characteristics were investigated. The TG analysis was used to study their stability and thermal
decomposition. FT-IR, and, in case of phen, UV-VIS and fluorescence spectroscopy studies were
also conducted.
The obtained coordination compounds exhibit significant diferrences in their composition and
properties what results from the used ligand (phen and hmta) and differences resulting from the cation
and anion properties. Coordinating of the ligand to the metal cation changes according to the increase of
the metal atomic number. In some cases, compound groups containing different metal cations and
analogoues ligands are isomorphous. The usage of carboxylic groups in the appropriate environment and
under specyfic reaction conditions leads to obtaining dinuclear coordination compounds possessing
interesting properties (for instace, fluorescence ones).
Referrences:
1. Botana L., Bastida R., Macías A., Pérez-Lourido P., Valencia L., (2009) Inorg Chim Acta 362: 3351.
2. Wieczorek-Ciurowa K., Dulian P., Nosal A., Domagała J., (2010) J Therm Anal Calorim., 101, 471.
3. O’Donnell M., Hill R., (2010) Acta Biomat 6: 2382.
4. Muir KW., Stroke J., (2000) Cerebrovasc Dis., 9, 257.
Klasyfikacja stopnia uszkodzenia mięśnia sercowego na podstawie parametrów tekstury obrazów
ultrasonograficznych z zastosowaniem środka cieniującego.
Doktorant: Skonieczka Sławomir
Promotor: dr hab. inż. Michał Strzelecki, prof. PŁ
Instytut Elektroniki
Streszczenie:
Metody.
Analizie zostało poddanych 222 obrazów USG serca (monochromatycznych oraz kolorowych,
uzyskanych po zastosowaniu kontrastu dożylnego) pochodzących od 24 różnych pacjentów. Dla
wyznaczonych obszarów zainteresowań w każdym obrazie obliczono 298 parametrów tekstury (w tym:
cechy histogramu, parametry macierzy gradientu, parametry macierzy długości ciągów i parametry z
macierzy zdarzeń). Następnie wybrano 30 cech tekstury o najniższym odchyleniu standardowym. Do
klasyfikacji tkanek serca zastosowano klasyfikator najbliższego sąsiada oraz nieliniową analizę
dyskryminacyjną,
po zmniejszeniu ilości cech do 12, na podstawie wyboru podzbiorów funkcji
(zawierającej dwie lub trzy cechy), które zapewniają najniższy błąd klasyfikatora najbliższego sąsiada.
Przeanalizowano 13 różnych grup połączeń zbiorów stopna uszkodzenia mięśnia serca. Żywotność
tkanek oceniano na podstawie badania MRI. Wyniki klasyfikacji zostały zweryfikowane na podstawie
pięciu różnych zbiorów uczących i testowych.
Wyniki.
Najlepsze wyniki klasyfikacji otrzymano dla czerwonej składowej obrazu USG uzyskanych po
zastosowaniu dożylnego środka kontrastowego. Dla klasyfikacji między zdrowymi i zmienionymi
chorobowo regionami serca, oraz 0-51% i 51-100% uszkodzonymi regionami serca, ponad 80%
zbadanych próbek zostało sklasyfikowane poprawnie.
Wnioski.
Podsumowując, wykazano, że cechy tekstury obrazów USG są w stanie rozróżniać stopień uszkodzenia
mięśnia sercowego. Cechy te zostały wybrane na podstawie ich stabilności numerycznej (minimalne
odchylenie standardowe) oszacowanego dla różnych pacjentów dla tych samych regionów serca.
Bardzo dobrze klasyfikowane są zdrowe i średno uszkodzone obszary - ze względu na ilość danych
pochodzących z tych obszarów.
Parametry tekstury tkanek pochodzących od monochromatycznych obrazów USG są niewystarczające
dla poprawnej klasyfikacji stopnia uszkodzenia mięśnia serca, więcej informacji zawiera czerwona
składowa obrazów kolorowych uzyskanych po zastosowaniu dożylnego środka kontrastowego.
Wstępnie uzyskane wyniki są obiecujące. Dalsza analiza szerszego zbioru obrazów USG serca jest
konieczna do sprawdzenia tego podejścia.
TITLE
PhD Student: Skonieczka Sławomir
Supervisor: Prof. Michał Strzelecki
Institute of Electronics
Abstract:
Methods.
222 heart echo images (monochrome and color ones obtained after application of intravenous contrast
agent) from 24 different patients were analyzed with custom software. For defined regions of interest in
each image 298 image features were calculated (including histogram, gradient matrix, Run length matrix,
and co-occurrence matrix). Then, 30 features with the lowest standard deviation were estimated. For
classification of heart tissues of 5 different vitality degrees the nearest neighbor classifier and Nonlinear
Discriminant Analysis were applied after feature reduction to 12, based on selection of feature subsets
(contains two or three features) which provide the lowest classification error with 1-nearest neighbor
classifier. 13 different connection groups of vitality degrees has been analyzed. The tissue vitality was
evaluated on basis of MRI examination. Furthermore classification results were verify based on five
different learn and test sets.
Experimental results.
The best classification results were obtained for a red component of color echo images obtained after
application of intravenous contrast agent. For distinguish between healthy and affected heart regions, as
well as 0-51% and 51-100% affected heart regions, more than 80% of analyzed samples were classified
correctly.
Conclusion.
To sum up, it was demonstrated that texture features are able to discriminate between diseased
heart tissues in echo images. These features were selected based on their numerical stability (minimal
standard deviation) estimated for different patients for similar heart regions.
Very well differentiated areas are healthy and the average affected - because of the amount of data from
these areas.
Parameters of tissue texture derived from monochrome ultrasonography images are insufficient for heart
regions classification, more information contains the red component of the color images obtained after
application of intravenous contrast agent.
The preliminary obtained results are promising. Further analysis of broader heart echo image dataset is
required to validate this approach.
WYTWARZANIE NANOSTRUKTÓRALNYCH WARSTW C/HAp HYBRYDOWĄ METODĄ
PLAZMOWĄ RF PACVD MS DLA POTRZEB MEDYCYNY
Doktorant: Przemysław Skwierczyński
Promotor: Piotr Niedzielski
Streszczenie
Głównym celem współczesnej inżynierii biomedycznej jest wytworzenie materiałów
implantacyjnych charakteryzujących się właściwościami umożliwiającymi ich dopasowanie pod
konkretne zastosowanie. Dotyczy to zwłaszcza implantów długoterminowych, które powinny wypełniać
swoje zadanie przez okres co najmniej dwudziestu lat, np. są to endoprotezy stawu biodrowego czy
stabilizatory kręgosłupa. Nie należy jednak umieszczać metalicznego implantu w organizmie ludzkim bez
uprzedniego zabezpieczenia jego powierzchni, choćby ze względu na zjawisko zwane metalozą. Tu z
pomocą przychodzi inżynieria materiałowa, a dokładniej inżynieria powierzchni. Istniejące techniki
zabezpieczeń powierzchni implantu, które rozwijają się już od ponad trzech dekad, pozwalają na
przeciwdziałaniem wspomnianemu efektowi. Najczęściej dokonywane są modyfikacje powierzchni
poprzez pokrycie danego implantu powłoką, wytworzoną technikami plazmowymi. Powłoka taka nie
tylko zabezpiecza wspomnianą powyżej powierzchnię implantu, ale również sama odznacza się
właściwościami, które są korzystne z punktu widzenia implantologii. Istnieje wiele różnych materiałów
stosowanych na pokrycia implantów np. krzem, węgiel, tlenek cyrkonu, tlenek tytanu czy hydroksyapatyt.
Ten ostatni wytwarzany jest przy pomocy różnych metod osadzania m.in. metoda ablacji laserowej, zolżel, elektroforezy, natryskiwanie cieplne czy rozpylanie magnetronowe z wykorzystaniem wysokiej
częstotliwości. Mimo bardzo dobrych właściwości biologicznych jakimi odznacza się sam materiał
(wysoka biotolerancja, osteoinduktywność), posiada on również pewne wady, mianowicie wykazuje
niską adhezję względem pokrywanego podłoża. W tym celu stosuje się różne modyfikację poprawiające
ten parametr, głównie przez zastosowanie międzywarstwy, która odznacza się dobrą adhezją zarówno do
pokrywanego podłoża jak i do warstwy zewnętrznej.
W swoich badaniach wytworzyłem warstwę C/HAp z wykorzystaniem techniki plazmowej RF
PACVD MS (radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition magnetron sputtering). Użycie
tej metody pozwoliło na połączenie zalet warstwy węglowej (wysoka biotolerancja, przeciwdziałanie
metalozie) z wspomnianymi zaletami warstwy hydroksyapatytowej. Ponadto pozwoli to na otrzymanie
dodatkowych korzyści w postaci poprawy biozgodności pokrytego implantu, podwyższenia adhezji
hydroksyapatytu do podłoża, czy też zabezpieczenia organizmu przed jonami metalu.
PREPARATION OF NANOSTRUCTURED C/HAp LAYERS USING RF PACVD MS
HYBRID METHOD FOR MEDICAL APPLICATIONS
PhD Student: Przemysław Skwierczyński
Supervisor: Piotr Niedzielski
Abstract:
The main goal of modern biomedical engineering is to produce implant materials that characterize
the properties allowing them fit for a specific application. This is especially important for long-term
implants that need to perform their job for at least twenty years, for example the endoprosthesis of the hip
or spin stabilizers. However, we should not put a metallic implant in the human body without first
securing the surface, because of a phenomenon called metallosis. Here with help comes material science,
especially the surface engineering. Existing techniques for securing implant surface, which have been
developed for more than three decades, allow for prevention of before said effect. Most commonly used
modification is by covering the surface of the implant by coating which is produced by plasma
techniques. This coating not only protects the surface of the implant mentioned above, but itself is
characterized by properties that are useful from the standpoint of implantology. There are many different
materials used for coating of implants such as silicon, carbon, zirconium oxide, titanium oxide and
hydroxyapatite. This last one is produced by various deposition methods such as method of laser ablation,
sol-gel, electrophoresis, thermal spraying or magnetron sputtering with the use of high frequency. Despite
a very good biological properties which characterizes this material (high biotolerance, osteoinductance),
it also has some drawbacks, namely exhibits low adhesion in relation with covered surface. For this
purpose various modifications are used to improve this parameter, mainly by applying interlayer, which
has good adhesion to both, the covered surface and to the outer layer.
In my research I have deposited a C/HAp layer using plasma technique RF PACVD MS (radio
frequency plasma assisted chemical vapor deposition magnetron sputtering). Using this method enabled
to combine the advantages of carbon layer (high biotolerance, metallosis prevention) with mentioned
advantages of hydroxyapatite layer. Moreover this will allow to receive additional benefits in terms of
improving the biocompatibility of the coated implant, increased hydroxyapatite adhesion to the substrate,
or protect the organism against the metal ions.
BADANIA KRYSTALOGRAFICZNE KOMPLEKSÓW AWIDYNY Z POCHODNYMI
BIOTYNY
Doktorant: Paweł Strzelczyk
Promotor: prof. dr hab. inż. Grzegorz Bujacz
Instytut Biochemii Technicznej, Wydział Biotechnologii i Nauki o Żywności,
Streszczenie:
Awidyna stanowi obiekt różnorodnych badań biochemicznych, ponieważ oddziaływanie
pomiędzy
awidyną,
a
biotyną
jest
jednym
z
najsilniejszych
występujących
w przyrodzie. Tetramer awidyny wiąże cztery cząsteczki witaminy H, tworząc niekowalencyjne wiązanie
o
wysokim
powinowactwie
(Kd
≈10-13
-
10-15
M).
Oddziaływanie
to jest kilka razy silniejsze od typowego, występującego w kompleksie antygen – przeciwciało i dlatego
taki kompleks jest podstawą technologii znakowania (LAB - Labeled Avidin - Biotin) i "mostkowania"
(BRAB - Bridged Avidin - Biotin), które są wykorzystywane w badaniach immunologicznych, a także
metodach laboratoryjnych do wykrywania biotynylowanych sond.
Celem projektu są badania strukturalne kompleksów awidyny wyizolowanej z białka jaja kurzego
z pochodnymi biotyny uzyskanymi poprzez jej chemiczną modyfikację polegającą na acylowaniu metodą
Friedla-Craftsa aromatycznych fragmentów ferrocenu, rutenocenu i pirenu (syntezowanych w Katedrze
Chemii Organicznej UŁ).
Rozwiązaliśmy strukturę krystaliczną kompleksu awidyny z rutenocenową pochodną biotyny.
Dane dyfrakcyjne zostały zebrane do rozdzielczości 2,5Å. Struktura tego kompleksu ujawnia reszty
aminokwasowe
łańcucha
polipeptydowego
stabilizujące
tetramer
oraz wpływające na silne wiązanie pochodnej biotyny. Miejsce wiążące ligand znajduje
się w centralnej części β-beczki, a dwie reszty aminokwasowe Ser73 i Arg114 ściśle oddziałują
z rutenocenem.
Mamy
nadzieję,
że
badane
pochodne
biotyny
wykażą
mniejsze
powinowactwo
do awidyny niż biotyna, dzięki czemu umożliwią lepsze wykorzystanie takich kompleksów
do wykrywania białek, kwasów nukleinowych oraz izolacji białek. Specyficzne oddziaływania pomiędzy
białkami mogą znaleźć zastosowania aplikacyjne w biochemii, medycynie oraz nanotechnologii.
CRYSTALLOGRAPHIC STUDIES OF AVIDIN COMPLEXES WITH BIOTIN DERIVATIVES
PhD Student: Paweł Strzelczyk
Supervisor: prof. dr hab. inż. Grzegorz Bujacz
Institute of Technical Biochemistry, Faculty of Biotechnology and Food Sciences,
Abstract:
Avidin is the object of various biochemical investigations because the interaction between avidin
and biotin is one of the strongest interaction in nature. Tetramer of avidin binds up to four molecules of
vitamin
H
in
non-covalent
interaction
with
the
high
affinity
(Kd ≈ 10-13 - 10-15 M). This interaction is several orders magnitude higher than that of typical antigen –
antibody complexes. Nowadays the described complex is the basis for labeling technology (LAB - called
Labeled Avidin - Biotin) and "bridging" (BRAB - called the Bridged Avidin - Biotin), which are used in
clinical immunology and can be used for numerous laboratory methods for the detection of biotinylated
probes.
The goal of the project is to solve the structure of avidin protein from Hen egg white in the form
of complexes with the biotin obtained by chemical modification based on Friedel-Crafts acylation of
electron-rich aromatic moieties – ferrocene, ruthenocene and pyrene (synthesized in Department of
Organic Chemistry UŁ).
In the present study we obtained the crystals of avidin with biotinylruthenocene which enable to
determinate the crystal structure of the complex at 2,5Å resolution. The structures reveal the amino acid
residues
critical
for
stabilization
of
the
tetrameric
assembly
and for exceptionally tight binding of different biotin derivatives. The avidin binding site
is located at the center of β-barrel and two residues Ser73 and Arg114 are in a close contact with
ruthenocene.
We hope that biotin derivatives decrease high affinity and allow greater use of complex for
protein and nucleic acid detection, protein isolation and enrichment. The specific protein interactions may
be valuable in biochemical, medical and nanotechnological applications.
PROCES TORYFIKACJI W WARUNKACH IZOTERMICZNYCH ROŚLIN ŚLAZOWCA
ROSNĄCYCH W GLEBACH ZANIECZYSZCZONYCH
Doktorant: Szymon Szufa
Promotor: Andrzej Gorczakowski
Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Streszczenie:
Celem badań była ocena użyteczności na cele energetyczne (proces toryfikacji) roślin ślazowca
uprawianych w glebie z dodatkiem soli miedzi lub mieszaniny miedzi, kadmu i ołowiu. W tym celu
sadzonki były podlewane wodą z kranu lub z podwójnymi dawkami metali ciężkich (dopuszczalne w
polskich standardach) takimi jak miedź (CuSO4 x 5H2O, 280 mg Cu kg-1 suchej masy gleby), lub z
mieszaniny miedzi (CuSO4 x 5H2O ; 280 mg Cu kg-1 suchej masy gleby), kadm (Cd (NO3) 2 ∙ 4H2O,
10 mg Cd kg-1 suchej masy gleby) i ołowiu (Pb (NO3) 2, 280 mg Pb kg-1 sm masa gleby). Wartość
energetyczna roślin ślazowca uprawianej w tunelu foliowym w mediach i uzupełniony o wyżej
wspomniane sole został określony w wyniku obliczenia ciepła spalania badanych roślin, wartości
opałowej, zawartości popiołu i procesu toryfikacji warunkach izotermicznych. Wzrost roślin oceniano co
miesiąc na podstawie pomiarów ich wysokości i aktywność fotosyntezy, a także ilości miedzi w
zakładach na początku i na końcu sezonu wegetacyjnego. Próbki zostały zmielone aż do rozmiaru pyłu i
wstępnie suszone do około 5% zawartości wilgoci. Proces prażenie przeprowadzono pod ciśnieniem
atmosferycznym w atmosferze argonu przy użyciu analizatora termograwimetrycznego w połączeniu z
analizatorem spektroskopowym w podczerwieni, który pozwolił opisać mechanizmy procesu toryfikacji
biomasy i scharakteryzować skład produktów lotnych. Uzyskane wyniki wskazują, że stosowane dawki
miedzi lub mieszanina użytych soli miedzi, kadmu i ołowiu bardzo nieznacznie zmniejszyły wzrost roślin
ślazowca i ich aktywność metaboliczną. Jednocześnie te rośliny odgrywają aktywną rolę fitoremediacji
czyli zdolności pochłaniania duże ilości tych metali z gleby. Dlatego te ż rośliny trzcinowe mogą być
zalecane do produkcji biomasy energetycznej w glebie zanieczyszczonej miedzią, kadmem i ołowiem.
Słowa kluczowe: prażenie, biomasa, trzcina, wzrost; metale ciężkie;
TORREFACTION PROCESS UNDER ISOTHERMALOF MALLOW PLANTS
GROWING IN SOIL CONTAMINATED
PhD Student: Szymon Szufa
Supervisour: Andrzej Gorczakowski
Department of Heat Technology and Refrigeration
Mechanical University
Technical University of Lodz
Abstract:
The aim of research was to evaluate the energy utility (torrefaction process) of the mallow plants
cultivated in soil supplemented with salts of copper or mixtures of copper, cadmium and lead. The
emerged seedlings were watered once with tap water or with the double doses (then allow the Polish
standards) of copper (CuSO4 x 5H2O; 280 mg Cu kg-1 dry weight of soil), or with the mixture of copper
(CuSO4 x 5H2O; 280 mg Cu kg-1 dry weight of soil), cadmium (Cd(NO3)2∙4H2O; 10 mg Cd kg-1 dry
weight of soil) and lead (Pb(NO3)2; 280 mg Pb kg-1 dry weight of soil). The energy utility of the reed
plants cultivated under the plastic tunnel in media and supplemented with the mentioned salts was
checked by measuring in the harvested plants the heat of combustion, calorific value, ash content and
torrefaction process under isothermal conditions. The growth of plants was evaluated every month by
measurement of their height and photosynthesis activity and also the quantity of copper in plants at the
beginning and end of vegetative season.
Samples were milled down to pulverize size and pre-dried to get approximately 5% of the moisture
content. Torrefaction process was performed under atmospheric pressure in argon atmosphere by using
thermogravimetric analyzer coupled with infrared spectroscopic to analyzer describe the biomass roasting
mechanisms and to characterize the volatile products composition. The obtained results show that the
used dosages of cooper or the mixture of the used salts of cooper, cadmium and lead very slightly
decrease the reed plant growth and their metabolic activity. Simultaneously these plants play the active
phytoremediation role, absorbing the large quantity of these metals from the soil. Thus, the reed plants
can be recommended for energy biomass production in soil contaminated with copper, cadmium and lead.
Keywords: torrefaction; biomass; reed; growth; heavy metals;
HYBRYDOWA METODA WYKORZYSTYWANA DO CHŁODZENIA STREFY SKRAWANIA
W PROCESIE SZLIFOWANIA
Doktorant Jakub Świerczyński
Promotor: prof. nadzw. Inż. Ryszard Wójcik
Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn,
Wydział Inżynierii Mechanicznej, Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
Artykuł prezentuje innowacyjną metodę chłodzenia i smarowania, która używa skompresowanego
schłodzonego
powietrza
do
czyszczenia
czynnej
powierzchni
ściernicy
i mgły olejowej, aby zminimalizować tarcie między przedmiotem obrabianym a ściernicą.
1. WSTĘP
Obecnie inżynierowie używają najnowocześniejszych maszyn, które są zbudowane tak, aby uzyskać
gotowy produkt po najniższych kosztach i w jak najkrótszym czasie. Ściernica w procesie szlifowania
obraca się z dużą prędkością i usuwa wierzchnią warstwę materiału. Energia cieplna tworzona przez
tarcie ściernicy o przedmiot obrabiany może prowadzić do pęknięć w materiale, wzrostu sił skrawania,
zmian w geometrii przedmiotu obrabianego i wiele innych parametrów. Aby zmniejszyć ilość powstałego
ciepła, stosuje się różnego rodzaju środki smarujące.
W procesie szlifowania, najczęściej używa się metody zalewowej czyli zalania strefy skrawania
obfitą ilością płynu obróbkowego, który skutkuje lepszą żywotnością narzędzia, uzyskuje się lepsze
odwzorowanie powierzchni oraz zmniejsza naprężenia cieplne. Z drugiej strony, wprowadzenie do
procesu płynów często powoduje powstawanie w powietrzu mgły, dymu i innych cząstek w hali
produkcyjnej. Płyny te wprowadzają do środowiska niebezpieczne związki. Ponadto, koszty korzystania z
płynów są kilkakrotnie wyższe niż koszty narzędzi. W celu ograniczenia niekorzystnego wpływu na
środowisko naturalne jak i z ekonomicznego punktu widzenia, w procesie szlifowania została
wprowadzona metoda wykorzystująca mgłę olejową (MQL) jako alternatywa dla tradycyjnego
zastosowania płynu chłodzącego w przemyśle.
2. METODA HYBRYDOWA
Metoda hybrydowa polega na połączeniu dwóch metod chłodzenia i smarowania. Pierwszą metodą jest
chłodzenie za pomocą sprężonego powietrza, a smarowanie odbywa się za pomocą dostarczania do strefy
skrawania minimalnej ilości oleju (MQL) przez mgłę olejową. Powietrze schłodzone jest do temperatury
-21oC i jest skierowane tak, aby przebić poduszkę powietrzną utworzoną przez szybko obracającą się
ściernicę. Innym bardzo ważnym zadaniem schłodzonego sprężonego powietrza jest czyszczenie
ściernicy z pozostałych mikrowiórków i odkrywanie nowych ziaren, które wezmą udział w procesie
szlifowania. Mgła olejowa jest używana do pokrywania przedmiotu obrabianego bardzo cienką warstwą
oleju, który zmniejszenia tarcia pomiędzy ściernicą a przedmiotem obrabianym. Tak stworzony system
pozwala na wyeliminowanie z procesu bardzo dużej ilości ciężko przyswajalnych płynów obróbkowych.
Takie płyny zawierać mogą mikrowiórki i pozostałości ściernicy. Recykling ich jest czasochłonny i
bardzo kosztowny.
THE HYBRID METHOD USED FOR COOLING THE CUTTING ZONE IN THE GRINDING
PROCESS
PhD Student Jakub Świerczynski
Supervisor: Associate Professor Eng. Ryszard Wójcik
Institute of Machine Tools and Production Engineering,
Faculty of Mechanical Engineering, Technical University of Lodz, Poland
Abstract:
The article is presenting an innovative method of cooling and lubricating that uses
compressed cooled air to clean active surface of the grinding wheel and oil mist to minimize
friction between the work piece and the abrasive wheel.
1. INTRODUCTION
Nowadays, engineers use the most modern machines which are constructed to make a finished item at
the lowest cost and in the shortest possible time. Grinding wheel during the grinding process rotates at
high speeds and removes the top layer of material. Heat energy created by friction in the wheel of the
workpiece can lead to cracks in a material, increase in cutting forces, changes in the geometry of the
workpiece, and many other parameters. To reduce the heat to apply various types of cooling and
lubricating agents.
In grinding process, using cutting fluids is the most common strategy to generate cooling and
lubricating effects, which result in improved tool life, product surface integrity, and size accuracy. On
the other side, the introduction of cutting fluids often produces airborne mist, smoke and other
particles in the shop floor air. These products bring the environmental, health and safety concerns. In
addition, the costs of using cutting fluids are several times higher than tool costs. In order to reduce the
environmental and economic impacts, minimum quantity lubrication (MQL) was addressed as an
alternative to the conventional fluid cooling application in industry.
2. HYBRID METHOD
Hybrid method is to combine with each method of cooling chilled compressed air and lubrication of
the cutting zone of a minimum quantity of oil (MQL) by oil mist. The air used for cooling, has a
temperature of-21oC and is directed so as to break the the air bag created by rotating very fast grinding
wheels. Another very important task of the cooled compressed air is clean grinding wheel from the
remaining chips, bitumen and uncovers the new grains that will take part in the process of grinding.
The low temperature allows the introduction of Microstrain heat so that the centrifugal force of the
wheel is swept away from the non-active abrasive grains. Oil mist is used for the application of the
workpiece very thin oil film which is designed to reduce friction between the abrasive wheel and the
workpiece. That created a system allows for the elimination of the process very large amounts of
cutting Floods. Such Floods contain a micro-chips and remnants of the abrasive wheel. Utilization
them is long and very expensive.
93
GENERACJA KOMPAKTOWYCH MODELI TERMICZNYCH SYSTEMÓW
ELEKTRONICZNYCH NA PODSTAWIE POMIARÓW ODPOWIEDZI
TEMPERATUROWEJ WYKONANYCH Z AUTOMATYCZNĄ KONTROLĄ WARUNKÓW
CHŁODZENIA
Doktorant: Tomasz Torzewicz
Promotor: prof. dr hab. inż. Andrzej Napieralski
* Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych
Streszczenie:
Tematyka prowadzonych badań dotyczy nowego podejścia do modelowania termicznego
przyrządów półprzewodnikowych ze szczególnym uwzględnieniem technologii węglika krzemu. Praca
podejmuje zagadnienia generacji modeli termicznych uzyskiwanych na podstawie temperaturowej
odpowiedzi przyrządu półprzewodnikowego.
Temperaturę złącza wyznacza się na podstawie pomiaru napięcia spolaryzowanego w kierunku
przewodzenia złącza P-N. Pomiar jest dokładny i wiarygodny gdyż napięcie to jest liniowo zależne od
temperatury Rejestrując odpowiedź termiczną złącza na wymuszenie jednostkowe można wyznaczyć
krzywe impedancji termicznej. Na podstawie tych krzywych możliwe jest wygenerowanie pełnego
modelu termicznego oddającego całą złożoność struktury przyrządu od złącza P-N, przez strukturę
krzemu do obudowy i dalej do radiatora.
Tematyka badań obejmuje dwa nurty. Pierwszy z nich to platforma sprzętowa obejmująca układ
automatycznej kontroli warunków chłodzenia pozwalająca na utrzymywanie stałej temperatury lub
stałego przepływu ciepła z badanego przyrządu do radiatora. Natomiast część programowa służy do
obróbki zebranych wyników, ich analizy oraz generacji właściwego modelu termicznego badanego
przyrządu.
Nowe podejście odnosi się do badań przy w pełni kontrolowanych warunkach odbierania ciepła z
układu. Pozwala to na wyznaczenie modeli termicznych dla różnych warunków pracy badanego
przyrządu.
94
GENERATION OF COMPACT THERMAL MODELS OF ELECTRONIC SYSTEMS BASED
ON TEMPERATURE RESPONSE MEASUREMENTS MADE WITH AN AUTOMATIC
CONTROLLED COOLING CONDITIONS
PhD Student: Tomasz Torzewicz
Supervisor: Prof. Andrzej Napieralski
* Department of Microelectronics and Computer Science
Abstract:
Subject of r es ear ch concer ns a new app r oach to t her ma l modeling of
s emicondu ct or devices wit h par ticu lar emp ha sis on s ilicon car bide t echnology. T he
paper
discus es
t he
issu e
of
gener at ion
ther ma l
mod els
der ived
fr om
t he
s emicondu ct or device t emp er atur e r esp ons e.
Junction t emp er atur e is det er mined b y measur ing t he f or war d voltage on a PN
ju nction. T he measur ement is accur at e and r eliable as the voltage is linear ly
dep endent on t emp er atur e. R ecor ded ju nct ion t her ma l r esp ons e t o st ep -f u nct ion
power excitation allows t he evaluation of t he ther ma l imp eda nce cur ves. Fr om t hes e
cur ves it is p oss ib le t o gener at e a compact ther ma l mod el of t he device str uctur e
fr om t he PN ju nct ion, thr ou gh t he str uctur e of the s ilicon and device cas e an d
fur ther to t he heat s ink.
T he whole pr ob lem cons ists of t wo par ts. A har dwar e par t is a n aut oma t ic contr ol
of t he cooling condit ions a llowing a const ant t emp er atur e or constant heat flo w
fr om t he t est device t o t he heat sink. T he s oft war e is us ed f or pr ocess ing of actual
measur ement r esu lts and gener ation of appr opr iat e t her mal model of t he t est ed
syst em.
T he new appr oach applies to t ests u nder fu lly contr olled cooling condit ions. T his
allows the gener at ion of t her ma l models f or diff er ent op er ating condit ions f or
test ed device.
95
WYZWANIA RYNKU PRACY XXI WIEKU. CO PRZYNIESIE PRZYSZŁOŚĆ?
Doktorant: mgr Justyna Trippner - Hrabi
Vice- Prezes Stowarzyszenia Rozwoju Karier Doktorantów i Doktorów „PolDoc”
[email protected]
Streszczenie:
Przeobrażenia zachodzące na świecie przyczyniły się do ewolucji kompetencji zatrudnionych,
co skutkowało pojawieniem się zróżnicowanej klasy pracowników wiedzy. Przedsiębiorstwa chcąc
być konkurencyjne na rynkach lokalnych i globalnym muszą dostarczać unikatowych, nowych
rozwiązań produktowych i usługowych. Podmioty gospodarcze winny ewoluować w stronę
organizacji uczących się, które według Europejskiego Komitetu Doradczego CEIES to:

przedsiębiorstwo, stowarzyszenie, uniwersytet, szkoła, miasto, narodem lub każdą, małą czy
liczną grupą osób, które mają potrzebę udoskonalania przez uczenie się,

scala pracę z uczeniem się,

mobilizuje talenty przez położenie nacisku na uczenie się oraz planowanie edukacji i szkoleń,

daje wszystkim członkom możliwość rozwoju horyzontów, w harmonii z własnymi
preferowanymi stylami uczenia się,

stosuje nowoczesne technologie w edukacji,

uczy się nieprzerwanie w celu pozostania innowacyjną, twórczą, ożywczą .

inwestuje w swoją przyszłość przez edukację i szkolenie swoich członków1.
Bardzo ważną rolę w tych przemianach i tworzeniu organizacji uczących się odgrywają i będą
odgrywać doktoranci i doktorzy. Muszą oni niemniej jednak posiąść niezbędną wiedzę oraz nabyć
w czasie ich rozwoju naukowego szereg kompetencji, nie tylko związanych z daną dzienną ale także
tych o charakterze menadżerskim i społecznym.
1
Charakterystyka OU XXI wiek za Tabor J., Rozwój organizacji uczącej się a zarządzanie talentami,
Czasopismo internetowe Szkoły Głównej Handlowej w Warszawie, E-mentor, nr 2 (24), 2008, ss.52-53,
96
CHALLENGES IN THE JOB MARKET IN THE 21st CENTURY. WHAT THE FUTURE
HOLDS?
PhD Student: Justyna Trippner - Hrabi
Vice - President of Association for PhD Candidates and PhD Career Development “PolDoc”
[email protected]
Abstract:
Ongoing global transformation has contributed in evolution of employee’s professional skills
and as a result has greatly influenced to growth of different knowledge worker classes. Companies
which want to be competitive in regional and global markets must deliver unique products and
services solutions. Organizations ought to evolve into the learning institutions, which according to
CEIES is:

a company, an association, a University, a school, a city, a nation or a small or large group of
people who need to improve their skills by learning

motivates all staff members and invite them to participate in challenges and in future creation

combines work and learning

helps talented person by education and lifelong learning

helps in skills development using individual methods of learning

uses new technologies in learning

interacts with society groups, provide an answer to their needs

continually improving its offer, is always innovative and dynamic

provides constant investments by offering lifelong learning to its own staff members2
Important part in this transformation and creating learning organization play and will play PhD
and PhD’s candidates. They must gain necessary knowledge and a lot of professional skills, not only
connected with certain discipline but also managerial and social skills.
2
Characteristic of Learning Organization in XXI centre, Tabor J., Development of Learning Organization and
talent management, newspaper of Warsaw School of economics in Warsaw, E-mentor, nr 2 (24), 2008, ss.52-53
97
СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ МНОГОФАЗНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ ПО
МЕТОДУ «СИМВОЛ ЗА СИМОВОЛОМ»
Doktorant: Alexander Trofimov
Promotor:Nikolay Bystrov, prof. NovSU
Radiosystem Faculty
NovSU, Russia
Streszczenie:
Задачейданнойработыявляетсяразработкаметодасинтезасложныхмногофазныхсигналов,
с
цельюминимизацииуровнябоковыхлепестковфункциинеопределенности
в
локальнойчастотно-временнойобласти.
Былиисследованыизвестныеметодысинтезасложныхбифазныхзондирующихсигналов:
методсинтеза
«символзасимволом»
и
методнелинейнойоптимизации.
Методнелинейнойоптимизацииявляетсямногоитерационным,
накаждойитерациивыполняетсярасчетфазвсехсимволовпоследовательности,
что
с
увеличениемеёдлиныприводит
к
резкомувозрастаниювычислительныхзатрат.
В
данномотношении,
методсинтеза
«символзасимволом»
выглядитпредпочтительнее,
таккакфазакаждогосимволавычисляетсяоднократно.
Вычислительныезатратыопределяютсяразмеромобластиоптимизациипозадержке и частоте и
прямопропорциональныдлинесинтезируемогосигнала.
Такимобразом, объектомисследованиябылвыбранметодсинтеза «символзасимволом»
длянепрерывныхмногофазныхсигналов.
Проведенанализвлиянияпараметровсигнала (длина, количествоградацийфазы) и
локальнойчастотно-временнойобласти
(протяженностьпочастоте,
задержке,
соотношениеплощадиобласти
и
длинысинтезируемогосигнала)
наглубинуподавлениябоковыхлепестков.
Исследованияпоказаливысокуюэффективностьпоследовательнойпроцедурысинтезасигналапокр
итериюминимумаинтегральногоуровнябоковыхлепестков
ФН
в
заданнойчастотновременнойобласти.
Вид ФН синтезированногосигналадлиной N  4096 , с размерамиобластиоптимизации
V  16 и M  16 приведеннарисунке 1. Каквидно, в окрестностиглавногопика ФН
явновыделяетсяпрямоугольнаяобласть
с
пониженнымуровнембоковыхлепестков.
В
указаннойобластидостигнутоснижениебоковыхлепестковна   10.7 дБ.
Рисунок 1 – Вид ФН синтезированнойпоследовательности
98
CONTINUOUS WIDEB AND POLYPHASE SIGNALS SYNTHESYS USING ITERATIVE
METHOD “SYMBOL BY SYMBOL”
PhD Student: Alexander Trofimov
Supervisor: Prof. N. Bystrov
The Faculty of Radiosystem
Novgorod State University, Russia
Abstract:
The objective of this work is to develop a method for the synthesis of wideband polyphase
signals minimizing the sidelobe level of the ambiguity function in a local time-frequency domain.
Known methods of synthesis of complex bi-phase probe signals such as method of synthesis
called "symbol by symbol" and the method of nonlinear optimization were analyzed. The method of
nonlinear optimization is multi iterative. At each iteration, calculation of every symbol phase is
performed, and for the long signals it increases computational costs dramatically. In this regard, the
method of synthesis of "symbol by symbol" seems preferable, since the phase of each symbol is
computed only once. The computational costs are determined by the length of the signal and by the
size of the local time-frequency domain, where the optimization is necessary.
Thus, synthesis method "symbol by symbol" was chosen as an object of inquiry.
Different kinds of relations between the signal parameters (length, number of gradations of
phase), the optimization region parameters (the length of the frequency, delay, and the ratio of the
optimization zone square and the length of the synthesized signal) and the of suppression of side lobes
were analyzed. Research has shown high efficiency of the signal synthesis procedure in regards of the
minimal side lobes level of ambiguity function in a given time-frequency domain.
An example of ambiguity function for the signal with length N  4096 , the size of
optimization area V  16 and M  16 is shown in Figure 1. As can be seen in the neighborhood
of the main peak of ambiguity function there is a rectangular area with suppressed level of side lobes.
The suppression in this region is about   10.7 dB.
Figure 1 – Ambiguity function of the synthesized signal
99
ZBADANIE SZYBKOŚCI DZIAŁANIA METODY PCA ZA POMOCĄ KART GRAFICZNYCH
I GPU COMPUTING IMPLEMENTACJĄ WŁASNYCH WSPÓŁCZYNNIKÓW DO
STABILIZACJI WYNIKÓW METODY GŁÓWNYCH SKŁADOWYCH
Doktorant: Łukasz Wąs
Promotor: prof., dr hab. Inż. Sławomir Wiak
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych
Wydział Elektrotechniki Elektroniki Automatyki i Informatyki
Streszczenie:
W literaturze spotkać można wyczerpujące opisy działania analizy głównych składowych
(ang. Principal Component Analysis, PCA) jednej ze statystycznych metod analizy czynnikowej.
Celem PCA jest taki obrót układu współrzędnych, aby maksymalizować w pierwszej kolejności
wariancję pierwszej współrzędnej, następnie wariancję drugiej współrzędnej, itd.. Tak przekształcone
wartości współrzędnych nazywane są ładunkami wygenerowanych czynników (składowych
głównych). W ten sposób konstruowana jest nowa przestrzeń obserwacji, w której najwięcej
zmienności wyjaśniają początkowe czynniki. PCA jest często używana do zmniejszania rozmiaru
zbioru danych statystycznych, poprzez odrzucenie ostatnich czynników. Można też poszukać
merytorycznej interpretacji czynników, zależnej od rodzaju danych, co pozwala lepiej zrozumieć
naturę danych, choć bywa trudne przy większej liczbie badanych zmiennych. W przetwarzaniu
sygnałów PCA jest używana np. do kompresji sygnału. PCA może być oparte albo na macierzy
korelacji, albo macierzy kowariancji utworzonej ze zbioru wejściowego. Algorytm w obydwu
wersjach jest poza tym identyczny, jednak różne są uzyskane wyniki. W przypadku użycia macierzy
kowariancji, zmienne w zbiorze wejściowym o największej wariancji mają największy wpływ na
wynik, co może być wskazane, jeśli zmienne reprezentują porównywalne wielkości. Użycie macierzy
korelacji natomiast odpowiada wstępnej normalizacji zbioru wejściowego tak, aby każda zmienna
miała na wejściu identyczną wariancję, co może być wskazane, jeśli wartości zmiennych nie są
porównywalne. W najprostszym przypadku stosujemy analizę składowych głównych (PCA) lub inną,
podobną metodę (FDA, ICA), ale nie widziałem zastosowań tych metod w sytuacjach, w których
można wyróżnić kilka grup cech, dla których zastosowano PCA niezależnie oraz sprawdzenia pomiaru
wydajności obliczeniowej metody analizy głównych składowych Ja poza sprawdzeniem wydajności
samej metody, którą zaprezentuję również staram się w oparciu o autorski algorytm przyśpieszyć samą
metodę PCA używając programowania GPU Computing oraz procesorów graficznych używanych
przez producentów kart graficznych NVIDIA oraz ATI . Należy rozważyć korelacyjne i informatyczne
metody agregacji cech, jak i metody selekcji podgrup cech. Są też metody specyficzne dla sieci
neuronowych, w których pierwsza warstwa służy agregacji a druga klasyfikacji. Metody powinny być
testowane i porównane na około większej liczbie baz danych. Szczególnie ambitne zadania stoją przed
bio informatyką, gdzie mamy ok. 30.000 genów, z których tylko niewiele jest aktywnych, a badania są
kosztowne i mamy niewiele przykładów, w oparciu o które należy odkrywać wiedzę i budować teorie.
Szczególnie ważnym zadaniem jest stabilizacja metod selekcji i agregacji, gdyż często zachowują się
bardzo chaotycznie, po dodaniu nowej cechy dokładność spada zamiast rosnąć.
100
THE EXAMINATION THE SPEED OF THE PCA METHOD USING GRAPHICS
CARDS AND GPU COMPUTING IMPLEMENTATION OF STABILIZATION
RESULTS FACTORS IN THE METHOD OF PRINCIPALS COMPONENTS
PhD Student: Łukasz Wąs
Supervisor: Prof., dr hab. Inż. Sławomir Wiak
Institute of Mechatronic and Information Systems
The Faculty of Electrical Electronic Computer and Control Engineering
Abstract:
In the literature we can meet comprehensive descriptions of the principal component analysis
of one of the statistical methods of factor analysis. The purpose of PCA is the rotation of the
coordinate system to maximize the variance in the first place the first coordinate, then the variance of
the second coordinate, and so on. That transformed the coordinate values are called the charges
generated factors (principal components). In this way a new space is constructed of observation, which
explains the most variation of the initial factors. PCA is often used to reduce the size of a set of
statistics, through the rejection of the last factors. You can also search for the substantive
interpretation of the factors depending on the type of data, allowing you to better understand the nature
of the data, although it can be difficult with more variables studied. The signal processing such as
PCA is used to compress the signal. PCA can be based either on the correlation matrix or covariance
matrix formed from the set of input. The algorithm in both versions are otherwise identical, but
different results are obtained. If you use the covariance matrix in the set of input variables with the
largest variance have the greatest impact on the outcome, which may be indicated if the variables
represent a comparable size. Using the correlation matrix corresponding to the initial normalization of
the input set so that each input variable was the same variance, which may be indicated if the values
are not comparable. In the simplest case, we use principal component analysis (PCA) or other similar
method (FDA, ICA), but I could not use these methods in situations where we can distinguish several
groups of characteristics for which PCA was applied independently verify the performance
measurement and computational methods of analysis principal components. Beyond checking the
efficiency of the method, which I will also present I also try to accelerate the PCA method based on
original algorithm and GPU Computing programming and graphics processors used by the
manufacturers of graphics cards from NVIDIA and ATI. We need to Consider the correlation and
information aggregation method features and the method for selecting subsets of features. There are
also methods specific to the neural network in which the first layer serves the aggregation and the
second classification. Methods should be tested and compared to some larger number of databases.
Particularly challenging tasks facing the bio informatics, where we have about 30,000 genes, of which
only few are active, and studies are expensive and there is little evidence, on which to explore the
knowledge and build theories. A particularly important task is to stabilize the method of selection and
aggregation, as they often behave very erratically, with the addition of the new features of accuracy
falls instead of rising.
101
ANALIZA WPŁYWU ZMIAN STRUMIENI BIOGENÓW NA STOPIEŃ EUTROFIZACJI
WÓD W ZBIORNIKU SULEJOWSKIM
Doktorant: Aleksandra Ziemińska-Stolarska
Promotor: dr hab.JerzySkrzypski, prof. PŁ
* Katedra: Systemów Inżynierii Środowiska
Wydział: Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
Streszczenie:
Gospodarka i racjonalne wykorzystanie zasobów wodnych wymaga stałego kontrolowania
stopnia zanieczyszczenia wód a także oceny procesów zachodzących w środowisku
wodnym.Najczęściej stosowanym sposobem oceny jakości wód powierzchniowych są tzw. profile
hydrochemiczne przedstawiające przebieg stężeń wybranych wskaźników jakości wzdłuż biegów rzek
i zbiorników wodnych, przy założeniu występowania na całej długości przepływu średniego niskiego.
Nowocześniejszymi i coraz powszechniej stosowanymi narzędziami służącymi do oceny stanu
środowiska są modele matematyczne transportu zanieczyszczeń. O prawidłowości oceny stanu jakości
wody za pomocą modeli decydują z jednej strony znajomość procesów zachodzących w środowisku i
prawidłowa budowa modelu matematycznego, a z drugiej dostępność zbiorów danych, czyli wyników
pomiarowych wskaźników jakości wody, na których opiera się estymacja parametrów i
współczynników danego modelu.Praca niniejsza wprowadzi nową jakość w dziedzinie określania
mechanizmu transportu substancji biogennych w zbiornikach zaporowych. W wyniku realizacji
projektu powstanie trójwymiarowy model hydrodynamiki przepływu w zbiorniku zaporowym
sprzężony z modelem jakości wody. Pełny obraz hydrodynamiki przepływu uzupełniony o rozkład
substancji biogennych pozwoli na opracowanie metodologii do rozwiązania problemów ochrony wód
w dużych zbiornikach wodnych. Prawidłowo skonstruowany i zweryfikowany model będzie mógł
zostać wykorzystany przy opracowywaniu strategii kontroli i sterowania jakością środowiska
wodnego gdyż umożliwi ilościową ocenę wpływu poszczególnych źródeł emisji na stan zagrożenia w
wybranych punktach bądź też fragmentach badanego obszaru dużych zbiorników wodnych.
Obliczenia CFD wykonane dla średnich warunków hydrodynamicznych i meteorologicznych w
każdym miesiącu roku pozwolą na określenie obszarów o największej kumulacji składników
biogennych, a co za tym idzie, obszarów szczególnie narażonych na powstawanie zakwitów
sinicowych. Planowane jest także wykonanie testowych obliczeń przy pomocy programu WASP, do
którego dane hydrodynamiczne zostaną dostarczone przez własny model CFD co pozwoli na
uzyskanie wstępnego obrazu rozkładu temperatur, prędkości przepływów oraz stężeń głównych
substancji odpowiedzialnych za proces eutrofizacji.Ostatecznym celem modelu jest określenie
hydrodynamiki przepływu i mechanizmów kontrolujących rozkład substancji biogennych w obiektach
tak dużej skali, co umożliwi użycie go jako narzędzia wspomagającego monitoring i prognozowanie
jakości wód powierzchniowych a także wspomaganie decyzji planistycznych.
102
ANALYSIS OF THE IMPACT OF CHANGES IN THE FLUX OF BIOGENIC SUBSTANCES
ON WATER EUTROPHICATION IN THE SULEJÓW RESERVOIR
PhD Student: Aleksandra Ziemińska-Stolarska
Supervisor: Prof.JerzySkrzypski
* Departmentof Environmental Systems Engineering
The Faculty of Process and Environmental Engineering
Abstract:
The management and rational utilization of water resources requires continuous control of
water pollution and assessment of processes occurring in the aquatic environment. The most often
applied method to assess surface water quality comprises the so-called hydrochemical profiles which
represent concentrations of selected quality indices along river courses and in water reservoirs,
assuming mean low water flow along the whole length. The more advanced and generally used tools
of environmental quality assessment are mathematical models of pollutant transport.The correctness of
water quality assessment by mathematical models is determined on the one hand by the knowledge of
processes occurring in the environment and a mathematical model structure, and on the other one by
availability of data sets, i.e. results of measurements of water quality indices which are a basis for the
estimation of model parameters and coefficients. This study will add a new quality to determination of
the mechanism of biogenic material transport in dam reservoirs. Within this project the first 3D CFD
model will be constructed to represent real flow conditions in a storage reservoir. As a result of the
project the 3D model of flow hydrodynamics in a dam reservoir coupled with a water quality model
will be proposed. The full image of flow hydrodynamics completed with the decomposition of
biogenic substances will allow us to develop methods to solve problems of water protection in big
reservoirs. A correctly constructed and verified model will be used while developing a strategy for
water environment quality control as it will enable a quantitative assessment of the impact of
subsequent emission sources on environmental emergency in selected points or sections of the tested
area of big water reservoirs. CFD calculations performed for average hydrodynamic and
meteorological conditions in every month of the year will allow us to identify areas with the highest
accumulation of biogenic compounds, and consequently, the regions which are particularly exposed to
algal blooms. It is also planned to perform test calculations with the use of the WASP program for
which hydrodynamic data will be supplied by our own CFD model. This will allow us to obtain an
initial image of the distribution of temperatures, flow velocities and concentrations of main substances
responsible for the eutrophication process .Solution of theoretical, numerical and calculation problems
in hydrodynamic part of the CFD model will supplement the already existing knowledge on modeling
the objects with numerical grids and millions of elements and will enable optimization of such
calculations. The final aim of the model is to determine flow hydrodynamics and mechanisms
controlling the decomposition of biogenic substances in big-scale objects which will allow it to be
used as an auxiliary tool for the monitoring and prediction of surface water quality and also decision
making in the field of planning.
103
STRUKTURY KRYSTALICZNE WOŁOWEJ (BSA) ORAZ KRÓLICZEJ (RSA)
ALBUMINY SUROWICZEJ KRWI
Doktorant: Kamil Zieliński
Promotor: Anna Bujacz
* Instytut Biochemii Technicznej
Streszczenie:
Albumina surowicza krwi jest naturalnie występującym w dużych ilościach białkiem osocza,
znanym jako uniwersalna cząsteczka transportowa. To globularne, dobrze rozpuszczalne białko
wzbudza duże zainteresowanie koncernów farmaceutycznych, ponieważ może wiązać liczne
substancje: składniki odżywcze (np. kwasy tłuszczowe), hormony (np. tyroksyna) oraz produkty
przemiany materii (np. hem, bilirubina). Wiązanie ligandów przez albuminę jest istotne w procesie
dostarczania leku do miejsca działania, lub substancji toksycznych do miejsca ich wydalania.
Projekt obejmuje badania strukturalne dwóch surowiczych albumin: wołowej BSA
(ang. bovine serum albumin) oraz króliczej RSA (ang. rabbit serum albumin) w formie apo oraz
w kompleksach z różnymi ligandami. Cząsteczka albuminy surowiczej ma kształt zbliżony do serca
i zbudowana jest z trzech helikalnych domen, z których każda złożona jest z dwóch subdomen,
wykazujących określony stopień specyficzności wiązania. Topologia kieszeni wiążących ludzkiej
albuminy surowiczej HSA (ang. human serum albumin) została scharakteryzowana dość dobrze
w literaturze. Rozwiązaliśmy struktury krystaliczne form apo zarówno BSA, jak i RSA
do rozdzielczości odpowiednio 2,43 Å i 2,33 Å. Białka te wykazują około 75% podobieństwa
w sekwencji aminokwasowej do HSA. Większość miejsc wiążących w albuminach może oddziaływać
z więcej niż jedną grupą ligandów, dlatego określenie relacji białko-ligand wśród analogów ssaczych
albumin surowiczych krwi wydaje się być niezbędne dla zrozumienia złożonego charakteru tego
białkowego przenośnika. BSA jest wykorzystywana m. in. jako wzorzec w testach powinowactwa
oraz w badaniach kinetyki wiązania leków, natomiast RSA stanowi interesujący cel badawczy,
ponieważ dużo badań farmakologicznych i fizjologicznych in vivo przeprowadzanych jest na
królikach.
Badania strukturalne ssaczych albumin surowiczych krwi, prowadzone w Pracowni Badań
Strukturalnych IBT, mogą być kluczowe w zrozumieniu roli albumin w metabolizmie różnorodnych
substancji, w różnych organizmach.
104
CRYSTAL STRUCTURES OF BOVINE (BSA) AND RABBIT (RSA) SERUM ALBUMIN
PhD Student: Kamil Zieliński
Supervisor: Anna Bujacz
* Institute of Technical Biochemistry
Faculty of Biotechnology and Food Sciences
Abstract:
Serum albumin is a naturally abundant plasma protein commonly known as a versatile
transport molecule. This globular and highly soluble protein attracts great interest from the
pharmaceutical industry since it can bind numerous substances: nutrients (e.g. fatty acids), hormones
(e.g. thyroxine) and waste products including heme or bilirubin. Association of ligands with the
albumin is important in drug delivery, because the protein enables the drug solubilization thus
enhancing the transport capacity of blood.
The project is focused on the structural studies of bovine (BSA) and rabbit (RSA) serum
albumins in the apo form and in complexes with various ligands. Serum albumin is a heart-shaped
molecule made of three homologous helical domains composed of two unique subdomains exhibiting
a certain degree of binding specificity. The topology of serum albumin binding pockets has been well
characterized based on the human serum albumin (HSA) crystal structures.
We have solved the crystal structures of the BSA and RSA apo forms to resolution 2,43 Å
and 2,33 Å, respectively. These proteins possess about 75% similarity in amino acid sequence
with HSA. Most of serum albumin binding sites are able to interact with more than one ligand group,
therefore determining protein-ligand interactions among mammalian serum albumin analogues seems
to be essential for understanding the complexity of this transporter. BSA protein is used as a standard
in drug affinity tests and binding kinetics of drugs among others, while RSA constitutes an interesting
research goal since many of the pharmacological and physiological in vivo studies are performed
on rabbits.
The structural investigations of mammalian serum albumins, performed in X-ray Analysis
Laboratory, IBT, can be the key to understanding the role of albumins in the metabolism of various
substances in different organisms.
105
Podziękowania:
Szczególne wyrazy wdzięczności za dofinansowanie „II Wyjazdowej Sesji Naukowej
Doktorantów Politechniki Łódzkiej” dla:
Prorektora ds. Studenckich – prof. dr hab. inż. Wojciecha Wolfa
Prorektora ds. Nauki – prof. dr hab. inż. Ireneusza Zbicińskiego
106
Skład Osobowy Komitetu Organizacyjnego „II Wyjazdowej Sesji
Naukowej Doktorantów Politechniki Łódzkiej”:
1. Przewodnicząca Komitetu Organizacyjnego:
mgr inż. Magdalena Pokrzywa
Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny,
Politechnika Łódzka
2. Członkowie Komitetu Organizacyjnego:
mgr inż. Łukasz Adrian
Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa, Wydział Mechaniczny
mgr inż. Paweł Just
Katedra Technologii Materiałowych i Systemów Produkcji, Wydział Mechaniczny
mgr inż. Agnieszka Kaczmarek
Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Wydział Chemiczny
107
mgr inż. Dorota Kamińska
Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych,
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki,
mgr inż. Marcin Kucner
Instytut Chemicznej Technologii Żywności, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności,
mgr inż. Robert Nowotniak
Katedra Informatyki Stosowanej,
mgr inż. Szymon Szufa
Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa, Wydział Mechaniczny
108

II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

Transkrypt

Podobne dokumenty

III Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

Double-sided flashcards

Numer 6(94)