Czworo badaczy z Wydziałów: Budownictwa Lądowego i Wodnego, Chemicznego i Mechanicznego zostało laureatami drugiej w tym roku edycji programu Miniatura. Na swoje projekty otrzymają z Narodowego Centrum Nauki (NCN) niemal 180 tys. zł. 

W drugim etapie konkursu NCN przyznał ponad 2 mln zł dofinansowania 53 osobom z całej Polski. Pieniądze mogą zostać przeznaczone na badania wstępne, pilotażowe, kwerendy, staże naukowe oraz wyjazdy badawcze i konsultacyjne.

Konkurs Miniatura wspiera działania naukowe prowadzące do przygotowania założeń projektu badawczego, który zostanie złożony w konkursach NCN lub innych konkursach ogólnokrajowych i międzynarodowych. Aplikujący mogą otrzymać na swój projekt finansowanie w wysokości od 5 000 do 50 000 zł, ale nie może on trwać dłużej niż 12 miesięcy.

Całkowity budżet przeznaczony na tegoroczną edycję konkursu wynosi 20 mln złotych. Środki rozdzielane są proporcjonalnie przez cały okres naboru, a wniosek może zostać zakwalifikowany do finansowania tylko wtedy, gdy mieści się w puli przeznaczonej na dany miesiąc. Dokumenty można jeszcze składać do 31 lipca 2024 r.

W maju dofinansowanie przyznano trzem osobom z PWr, a w czerwcu nasi naukowcy otrzymali cztery granty o łącznej wartości niemal 180 tys. zł. Laureatami są:

dr inż. Krzysztof Marcinczak (Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego)

Naukowiec z Katedry Konstrukcji Budowlanych otrzymał dofinansowanie w wysokości 49 943 zł na projekt „Ustalenie krzywych materiałowych i układu naprężeń własnych stali wysokiej wytrzymałości w dźwigarach łukowych mostów typu network-arch”.

Od 2007 roku powstają w Polsce nowatorskie obiekty mostowe typu network-arch, w których stosowane są stalowe łuki powstałe z dwuteowników walcowanych z nowych gatunków stali poddanych gięciu na zimno. Mosty tego typu składają się ze stalowego łuku oraz wieszaków w układzie siatkowym. Przykładowym obiektem jest m.in. pierwszy kolejowy most typu network-arch nad Wisłą w Krakowie o rozpiętości środkowego łuku wynoszącej 116 m.

– Technologia mostów network-arch dynamicznie się rozwija i zyskuje coraz szersze zastosowanie w mostownictwie. W związku z czym zasadne jest podjęcie badań związane ze specyficznymi zjawiskami i problemami naukowymi występującymi podczas wytwarzania i realizacji tego typu obiektów – mówi dr inż. Krzysztof Marcinczak. – Przedmiotem badań będą nowe typy przekrojów dwuteowych – grubościenne belki stalowe walcowane ze stali S460M poddane gięciu na zimno. Rozpatrywane będą dwie różne technologie formowania na zimno (gięcie rolkowe i punktowe) oraz ich wpływ na wybrane właściwości wytrzymałościowe stali oraz układ naprężeń własnych – dodaje.

Celem opracowania jest zbadanie i opis wpływu odkształcenia plastycznego na zimno dwuteowych belek walcowanych ze stali S460M na parametry wytrzymałościowe stali oraz na rozkład naprężeń własnych w elementach.

– Wyniki uzyskane podczas planowanych badań będą miały fundamentalne znaczenie do zrozumienia mechanizmu pracy dźwigarów łukowych z nowoczesnych stali i nowoczesnych grubościennych profili walcowanych. Będzie można określić, w jakim stopniu proces formowania na zimno, wpływa na właściwości mechaniczne stali i będzie można zaproponować graniczne dopuszczalne odkształcenia na zimno podczas formowania – podkreśla naukowiec.

Z uwagi na niejednorodny rozkład właściwości materiałowych po gięciu na zimno, poznanie zmodyfikowanych krzywych materiałowych oraz układu naprężeń własnych pozwoli na opracowanie modeli i praw materiałowych, które umożliwią bardziej optymalne  modelowanie, obliczanie i projektowanie dźwigarów giętych na zimno o coraz większych smukłościach.

dr inż. Sylwia Baluta (Wydział Chemiczny)

Na projekt „Immobilizacja lakazy za pomocą plazmy: nowatorskie podejście do otrzymywania stabilnych biosensorów” naszej badaczce z Instytutu Materiałów Zaawansowanych przyznano grant w wysokości 49 247 zł.

– W nadchodzącym projekcie badawczym, który będę realizować na Uniwersytecie w Sydney pod kierunkiem prof. Marceli Bilek, skoncentruję się na modyfikacji powierzchni elektrody złotej za pomocą plazmy – wyjaśnia dr inż. Sylwia Baluta. – Prof. Bilek jest pionierką w dziedzinie modyfikacji powierzchni materiałów, co czyni ją idealnym mentorem dla tego przedsięwzięcia – dodaje.

Celem projektu jest stworzenie nowoczesnych elektrod, które znajdą zastosowanie w biosensoryce, szczególnie w analizie jakości żywności oraz w diagnozowaniu chorób zwierzęcych. Dzięki zastosowaniu plazmy, możliwe będzie uniknięcie stosowania innych chemicznych modyfikatorów, co pozwoli na bezpośrednie osadzanie białek na powierzchni elektrod.

Ta nowatorska metoda pozwoli na uzyskanie wyjątkowo stabilnych i czułych biosensorów, które będą miały szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i przemysłu. Dzięki tym badaniom, możemy spodziewać się znaczących postępów w dziedzinie biosensoryki, co przyniesie korzyści zarówno w kontekście naukowym, jak i praktycznym, przyczyniając się do poprawy jakości życia i zdrowia.

Dr inż. Sylwia Baluta zajmuje się naukowo opracowywaniem enzymatycznych biosensorów elektrochemicznych oraz optycznych, które znajdują potencjalne zastosowanie w diagnostyce medycznej. W ostatnim czasie jej badania skoncentrowały się także na rozwijaniu immunosensorów dla weterynarii, co otwiera nowe możliwości w diagnostyce i leczeniu chorób zwierzęcych.

Staż badawczy na Uniwersytecie w Sydney pozwoli naszej badaczce na dalszy rozwój naukowy i zdobycie cennych doświadczeń w zakresie nowatorskich technologii, w szczególności tych związanych z modyfikacją powierzchni za pomocą plazmy.

dr inż. Andrzej Pawlak (Wydział Mechaniczny)

Naukowiec z Katedry Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji otrzymał grant w wysokości 47 300 zł na projekt „Uczenie maszynowe w optymalizacji właściwości materiałów przetwarzanych przyrostowo”.

Głównym celem prowadzonych przez niego badań jest zastosowanie narzędzi uczenia maszynowego, w tym algorytmów wielokryterialnej optymalizacji i ocena ich efektywności w optymalizacji procesu przetapiania laserowego proszków metali (ang. Laser Based Powder Bed Fusion of Metals – PBF-LB/M), pod kątem maksymalizacji gęstości względnej materiału, osiągnięciu zakładanej twardości materiału, wydajności procesu czy innych kryteriów oceny efektów procesu.

– Proces przetapiania laserowego proszków metali jest procesem silnie parametrycznym, sterowanym przez ok. 100 różnych parametrów. Zastosowane wartości parametrów procesowych determinują efekt procesu, określonego przez jakość zarówno przetworzonego materiału, jak i wykonanych obiektów – tłumaczy dr inż. Andrzej Pawlak.

Wielu z naukowców, w optymalizacji tych procesów dla różnych rodzajów materiałów, stosuje metodologię opartą na zawężaniu zakresu wartości badanych parametrów, w oparciu o wykonywane kolejne eksperymenty, wraz z sukcesywnym włączaniem kolejnych parametrów. Jest to jednak metoda bardzo czasochłonna.

Pozytywna ocena zastosowania algorytmów wielokryterialnej optymalizacji procesów, wykorzystującej algorytmy uczenia maszynowego, otworzy nowe możliwości badań z zastosowaniem wielowymiarowej optymalizacji procesów przyrostowych. Takie podejście do optymalizacji procesu, pozwoli zaoszczędzić czas i nakłady na wykonanie i ocenę próbek, a jednocześnie dostarczy rozbudowanych danych, pozwalających na analizę wielu zależności jednocześnie.

– Tematyką zastosowania tych narzędzi w optymalizacji procesów przyrostowych, którymi zajmuję się naukowo, zainspirował mnie pobyt w ubiegłym 2023 roku na MIT-Poland Lockheed-Martin Seed Funds, finansowany w ramach inicjatywy MISTI Massachusetts Institute of Technology (MIT). To dowód na to, że taka inicjatywa wspiera nawiązywanie kontaktów z renomowaną amerykańską uczelnią, która owocuje w przyszłości kolejnymi wspólnymi przedsięwzięciami – wyjaśnia dr inż. Andrzej Pawlak.

dr inż. Marek Stembalski (Wydział Mechaniczny)

Na projekt „Weryfikacja metodyki badań trwałościowych pojazdów wielkogabarytowych na podstawie charakterystyk dynamicznych amortyzatorów drogowych” naukowiec z Katedry Obrabiarek i Technologii Mechanicznych otrzymał dofinansowanie w wysokości 31 350 zł.

Badacz planuje zweryfikować autorską metodykę przeprowadzania badań trwałościowych pojazdów wielkogabarytowych. Badania będą obejmowały m.in. wyznaczenie charakterystyk dynamicznych amortyzatorów oraz określenie wpływu temperatury na spadek ich siły tłumienia. Do projektu będą wykorzystane amortyzatory z kilkudziesięciu naczep o różnym przebiegu i okresie eksploatacji oraz amortyzatory pochodzące z naczep poddanych badaniom trwałościowym.

Projekt jest kontynuacją prac w ramach współpracy z wiodącym na rynku europejskim producentem naczep. Weryfikacja badań trwałościowych pozwoli na określenie profilu drogi, który odpowiada za oddziaływania dynamiczne na konstrukcję naczepy zbieżne z rzeczywistymi warunkami eksploatacyjnymi.

– Wykorzystanie tej metodyki w szerszej perspektywie przyczyni się m.in. do  zmniejszenia zużycia energii, redukcji spalanego paliwa, zmniejszenie produkcji CO₂ oraz przyśpieszenia procesu walidacji projektowanych konstrukcji. Nie bez znaczenia pozostaje także zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia przedwczesnego katastroficznego zużycia naczepy, które mogłoby doprowadzić do wypadku drogowego – zaznacza dr inż. Marek Stembalski.

Pełna lista laureatów i laureatek jest dostępna na stronie NCN.