Narodowe Centrum Nauki ogłosiło wyniki kolejnej edycji konkursu Miniatura. Wśród laureatów znalazły się cztery osoby z Politechniki Wrocławskiej, które wkrótce rozpoczną swoje badania wstępne i pilotażowe oraz wyjazd konsultacyjny.

Konkurs skierowany jest do naukowców z tytułem doktora, którzy nie kierowali realizacją projektów badawczych, ani nie byli laureatami konkursów stypendialnych i stażowych finansowanych przez NCN. Laureaci na swoje projekty otrzymują od 5 tys. zł do 50 tys. zł.

W najnowszej edycji dofinansowanie na swoje projekty zdobyło 130 osób, w tym cztery osoby z Politechniki Wrocławskiej.

Jak postrzegamy zabytki?

Grant w wysokości blisko 50 tys. zł otrzymała dr inż. Marta Rusnak z Wydziału Architektury na projekt „Okulograf jako narzędzie wspomagające prospołeczne zarządzanie strukturami zabytkowych miast.  Dociekania metodologiczne dotyczące kwestii kulturowego zróżnicowania zabytków i różnej tożsamości obserwatorów”.

Okulografy, inaczej eyetrackery, to urządzenia służące do śledzenia wzroku, a dzięki ich zastosowaniu można szczegółowo przeanalizować zachowania wizualne obserwatorów. W ramach projektu nasza badaczka zamierza przeprowadzić badania sondażowe dotyczące lepszego poznania potencjału tych urządzeń, jako narzędzi wspomagających zarządzanie i ochronę dziedzictwa materialnego w międzynarodowym kontekście społecznym. 

– W związku z rosnącym zainteresowanie partycypacją społeczną, połączoną z wykorzystywaniem okulografii do zarządzania turystyką oraz opieką nad przestrzenią zabytkowych miast, niezbędne jest określenie zakresu jej zastosowania. Pozwoli to także na wyznaczenie sposobu prowadzenia takich rejestracji, a tym samym wskazanie jej zalet, wad i ograniczeń. Ostatnie dwa z wymienionych elementów wydają się kluczowe dla rozwoju tej dziedziny – mówi dr inż. Marta Rusnak.

W ramach grantu nasza badaczka chciałaby m.in. przeprowadzić diagnozę optometryczną dla grupy 320 osób, a następnie wykonać testy okulograficzne na grupie około 130-160 wolontariuszy. 

– Chciałabym wiedzieć, czy metodologia badań okulografcznych powinna być taka sama czy różna dla obiektów znajdujących się w miastach Azji, Ameryki i Europy, odwiedzanych przez tysiące turystów i tych będącymi wyłącznie skarbami lokalnych społeczności. Naukowcy zainteresowani tym aspektem będą wiedzieli, na jakich zasadach powoływać się na wyniki badań eyetrackingowych przeprowadzonych przez osoby działające w innych rejonach świata – dodaje.

Dr inż. Marta Rusnak pracuje w Katedrze Historii Architektury, Sztuki i Techniki. Korzystając z niestandardowych metod i narzędzi, prowadzi badania nad postrzeganiem dziedzictwa architektonicznego. Stosuje bezinwazyjne rejestratory ruchu gałek ocznych, czyli eyetrackery: stacjonarne, mobilne i zintegrowane z goglami wirtualnej rzeczywistości.

Wykryć i przewidzieć zjawisko ekspulsji

Dr inż. Paweł Kustroń z Wydziału Mechanicznego otrzymał grant w wysokości blisko 50 tys. zł na projekt „Opracowanie metody detekcji i predykcji zjawiska ekspulsji w procesie zgrzewania nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych”.

W ramach grantu zamierza prowadzić badania związane z opracowaniem skutecznej metody detekcji i predykcji zjawiska ekspulsji w procesie zgrzewania rezystancyjnego punktowego. Proces ten jest wciąż szeroko stosowany do łączenia metali w wielu gałęziach przemysłu np. samochodowego, lotniczego czy AGD. 

– Zjawisko ekspulsji polega na wyrzuceniu ciekłego metalu z obszarów styku materiałów zgrzewanych lub styku pomiędzy elektrodą zgrzewalniczą a materiałem zgrzewanym – mówi dr inż. Paweł Kustroń. – Wystąpienie tego zjawiska jest skrajnie niekorzystne dla właściwości połączenia zgrzewanego w tym głównie jego wytrzymałości statycznej i zmęczeniowej oraz skutkuje niespełnieniem wymogów jakościowych norm dotyczących połączeń zgrzewanych rezystancyjnie punktowo. Zjawisko to trwa od kilkuset mikro-sekund do kilku mili-sekund. Sprawia to, że jest ono bardzo trudne zarówno do detekcji, jak i kontroli – dodaje.

Badanie prowadzone będą w trakcie powstawania połączeń zgrzewanych. Zastosowanie w projekcie nowoczesnych czujników, opartych np. na technologii MEMS pozwoli nie tylko na detekcję zjawiska ekspulsji, ale potencjalnie również na przewidywanie jego wystąpienia i szybką prewencję. 

– Opracowanie odpowiednich algorytmów analizy danych pomiarowych oraz przeprowadzenie stosownych analiz numeryczny (MES) pozwoli z kolei na pełniejsze zrozumienie, poznanie i ocenę potencjału proponowanej metody detekcji i predykcji badanego zjawiska – wyjaśnia naukowiec.

Dr inż. Paweł Kustroń pracuje w Katedrze Obróbki Plastycznej, Spawalnictwa i Metrologii. Jego zainteresowania naukowe obejmują głównie szeroko rozumiane procesy spajania nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych w tym np. metali oraz tzw. kompozytów warstwowych. Ponadto zajmuje się opracowywaniem nowych, skutecznych metod monitorowania i kontroli procesów spawalniczych, w celu podniesienia jakości i niezawodności konstrukcji łączonych np. za pomocą technologii zgrzewania punktowego lub metod hybrydowych.

Jak ulepszyć kompozyty cementowe?

Dofinansowanie w wysokości niemal 15 tys. zł na projekt „Badania wstępne w kierunku zastąpienia części cementu w kompozytach cementowych materiałem odpadowym z procesów rafineryjnych przy przetwarzaniu ropy naftowej w postaci zużytego katalizatora z krakingu katalitycznego” otrzymał dr inż. Paweł Niewiadomski z Wydziału Budownictwa Lądowego i Wodnego.

Celem jego badań jest ocena wpływu dodatku zużytego katalizatora z krakingu katalitycznego (ZKKK), będącego odpadem z procesów rafineryjnych przy przetwarzaniu ropy naftowej, jako częściowego zamiennika cementu, na wybrane właściwości kompozytów cementowych.

Projekt związany jest z rosnącym problemem zagospodarowania ZKKK, wykorzystanego przez przemysł paliwowy w trakcie procesów rafineryjnych. Łączna masa odpadów wytworzonych w 2015 roku przez Grupę ORLEN wynosi łącznie ponad 160 tys. ton, z czego Zakład Produkcyjny w Płocku wytworzył ponad 5,5 tyś ton zużytego katalizatora zawierającego niebezpieczne metale przejściowe oraz około 0,5 tyś ton ZKKK. 

– Wykorzystanie odpadów w produkcji kompozytów cementowych, najpowszechniej stosowanych konstrukcyjnych materiałów na świecie, wpisuje się w działania badaczy na rzecz zrównoważonego rozwoju i gospodarki obiegu zamkniętego – podkreśla dr inż. Paweł Niewiadomski. – Szacuje się, że cement portlandzki jest źródłem ok. 5-8 proc. światowej emisji dwutlenku węgla, a jego roczna produkcja w Polsce wynosi około 19 mln ton – dodaje.

Z dostępnych obecnie publikacji wynika, że ZKKK może stanowić częściowy zamiennik cementu. Niemniej istniejące badania są wybiórcze i jak dotąd nie przeprowadzono badań nad wykorzystaniem odpadów z procesów rafineryjnych składowanych w Polsce. 

Nasz naukowiec planuje przeprowadzić badania wstępne na najbardziej podstawowym kompozycie cementowym, jakim jest zaczyn cementowy, składającym się z cementu portlandzkiego i wody o stosunku wodno-cementowym w najpowszechniej stosowanym w praktyce zakresie od 0,3 do 0,5. 

– Warto podkreślić, że aby odpowiedzieć na pytanie, jaki jest wpływ zastosowania ZKKK na właściwości zaczynu cementowego, planuję przeprowadzenie badań również w skali mikro, zgodnie z interdyscyplinarną doktryną, zakładającą, że aby poznać przyczyny efektów makroskopowych, należy zaobserwować zjawiska zachodzące w mikroskali – wyjaśnia.

Dr inż. Paweł Niewiadomski pracuje w Katedrze Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych. Jego zainteresowania naukowe oscylują wokół takich tematów jak kompozyty na bazie cementu, dodatki do betonów, projektowanie mieszanek betonowych, badania właściwości reologicznych, fizycznych i mechanicznych kompozytów cementowych oraz zastosowanie materiałów z recyklingu pod kątem ich zastosowania w budownictwie.

Badania biosygnałów mózgowych

Grant w wysokości ponad 7,7 tys. zł na wyjazd konsultacyjny związany z projektem „Rozwój algorytmów i metod przetwarzania sygnałów biomedycznych do oceny aktywności autonomicznego układu nerwowego w dziedzinie czasu i częstotliwości” otrzymała dr inż. Agnieszka Uryga z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.

– Zajmuję się analizą dynamiki zmian aktywności autonomicznego układu nerwowego i wpływem potencjalnego związku pomiędzy autoregulacją mózgową a aktywnością autonomicznego układu nerwowego na zachowanie prawidłowej perfuzji mózgu, wyniki leczenia i śmiertelność u chorych z urazowym uszkodzeniem mózgu – mówi badaczka.

Urazowe uszkodzenie mózgu dotyka co roku miliony osób na całym świecie. Pierwszy szczyt zachorowalności występuje u młodych dorosłych z powodu wypadków samochodowych, a kolejny u osób starszych z powodu upadków. Relacja pomiędzy upośledzeniem autonomicznego układu nerwowego, a autoregulacją mózgową w kontekście wyników leczenia i predykcji śmiertelności pozostaje wciąż przedmiotem badań.

– Nowatorski charakter projektu polega nie tylko na fakcie, że obecnie niewiele wiadomo na temat zmian w zakresie współzależności tych mechanizmów, ale również nie przeprowadzono dotychczas analiz, czy występuje dynamika dobowa interakcji tych mechanizmów i czy ma ona wpływ na wyniki leczenia – wyjaśnia dr inż. Agnieszka Uryga. W ramach grantu nasza badaczka wyjedzie do jednego z najlepszych ośrodków badawczych zajmujących się neuroinżynierią – Brain Physics Laboratory na University of Cambridge.

Będzie to dla niej znakomita okazja do spotkania z międzynarodowym zespołem naukowców i klinicystów, zajmujących się badaniami biosygnałów mózgowych.

Dr inż. Agnieszka Uryga pracuje w Katedrze Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki. Jej zainteresowania naukowe koncentrują się wokół zastosowania zaawansowanych metod cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz uczenia maszynowego i metod statystycznych do analizy sygnałów, pochodzących od pacjentów z patologiami wewnątrzczaszkowymi, takimi jak krwotoki podpajęczynówkowe czy też urazy mózgu. Bada zagadnienia autoregulacji mózgowej, hemodynamiki mózgowej i podatności wewnątrzczaszkowej. Jest laureatką programu START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej oraz otrzymała prestiżowe stypendium nadawane przez Czesław M. Rodkiewicz Scholarship Foundation.

W ramach programu dofinansowanie można przeznaczyć m.in. na badania wstępne i pilotażowe, kwerendy, staże naukowe, wyjazdy badawcze lub konsultacyjne. Pełną listę laureatów można znaleźć na stronie.

mic