Celem pracy było zbadanie możliwości zastosowania współfermentacji i/lub dezintegracji hydrodynamicznej jako potencjalnych metod intensyfikacji produkcji metanu z osadów ściekowych (SS) i frakcji organicznej stałych odpadów komunalnych (OFMSW) z uwzględnieniem oceny śladu węglowego (CF). Produkcję metanu określono na podstawie biochemicznych badań potencjału metanowego. W przypadku współfermentacji największy wzrost produkcji metanu (53,8 %) zaobserwowano przy stosunku mieszania SS:OFMSW 40:60. Rozpad hydrodynamiczny przy wszystkich badanych gęstościach energii (10, 30 i 60 kJ/L) spowodował uwolnienie rozpuszczalnych związków organicznych z obu substratów, choć przyspieszoną produkcję metanu zaobserwowano dopiero przy 10 kJ/L. Wzrost potencjału metanowego substratów rozdrobnionych oddzielnie nie wiązał się z analogicznymi wynikami dla rozpadu ich mieszaniny. W ramach przyjętych limitów obliczono także współczynnik CF na 1 Nm3 wytworzonego metanu, współczynnik CF na 1 t mokrego wsadu do komory fermentacyjnej oraz szacowany współczynnik CF na 1 kWh wyprodukowanej energii. Porównywalne wartości wszystkich wskaźników uzyskano dla monotrawienia i współtrawienia. Najwyższe wskaźniki CF uzyskano dla monotrawienia rozdrobnionego SS i istotnie rosły wraz z zastosowaną gęstością energii. Uzyskane wyniki mogą stanowić cenny materiał dla operatorów oczyszczalni ścieków ułatwiający wybór zrównoważonych metod zwiększania produkcji energii odnawialnej.

Land Surface Temperature (LST) w funkcji Vegetation Index (VI) jest podstawową koncepcją Temperature Vegetation Dryness Index (TVDI), który jest powszechnie stosowanym wskaźnikiem suszy uwzględniającym parowanie na obszarze heterogenicznym. Główną zaletą stosowania TVDI jest to, że odzwierciedla ona raczej warunki wilgotności gleby niż samą wilgotność objętościową gleby. Jest to szczególnie przydatne, gdy celem prowadzenia badań jest ocena dostępności wody dla roślin, a nie wolumetrycznej wilgotności gleby na określonej głębokości. Wyniki uzyskane dotychczas przy użyciu wskaźników opartych na wykresie rozrzutu LST-VI wykazały ich skuteczność na łąkach, pastwiskach czy w uprawach, natomiast na obszarach leśnych nie były wystarczająco zadowalające. Istotnym ograniczeniem stosowania TVDI jest konieczność gromadzenia danych LST i VI z obszarów heterogenicznych, w celu zapewnienia różnych warunków uwilgotnienia gleby, co często jest trudne do zapewnienia. W artykule zaproponowaliśmy nowe podejście do metody obliczeń TVDI, w którym zamiast ich przestrzennego zróżnicowania wykorzystujemy czasową zmienność warunków wilgotnościowych gleby (pokazaną na różnych zdjęciach satelitarnych tego samego obszaru). Obliczenia przeprowadzono na obszarze leśnym w Tucznie. Do obliczenia tymczasowego modelu TVDI wykorzystano 4 obrazy z Landsat 8 OLI/TIRS, a obliczenia przeprowadzono w Pythonie 3 przy użyciu pakietów open source. Potwierdzono średnie warunki wilgotności w każdym wybranym obrazie przy użyciu danych terenowych, a mianowicie ewapotranspiracji określonej na podstawie kowariancji wirów. 

Przy wytwarzaniu ceramiki wzmacnianej metalami jako jeden z surowców wykorzystuje się proszki metaliczne, utrudniające jednak uzyskanie w osnowie cząstek nanometalicznych. Stosowanie nanoproszków metali jest nieefektywne, ponieważ są one wysoce łatwopalne i wymagają specjalnych warunków przechowywania i postępowania (chłodny, suchy gaz obojętny, szczelnie zamknięte). Zastąpienie proszków metalicznych kompleksami koordynacyjnymi pozwala na otrzymywanie nanokompozytów w nieszkodliwych procesach produkcyjnych. Zastosowanie kompleksu koordynacyjnego molibdenu (acetyloacetonian molibdenylu) umożliwiło wytwarzanie kompozytów ZrO2/Mo metodą odlewania z gęstwy i żelowania. Przy niewielkim stężeniu fazy metalicznej (do 1,5% mas.) w kompozycie zaobserwowano wzrost odporności na pękanie (ok. 25%). Wynika to z uzyskania w osnowie ceramicznej drobnych cząstek metalicznych (ok. 62 nm). Analiza SEM wykazała, że nanocząstki metaliczne hamują propagację pęknięć na podstawie trzech mechanizmów: odchylania pęknięć, blokowania pęknięć poprzez odkształcenie plastyczne i oddzielania się powierzchni międzyfazowej.

W artykule opisano strategię tworzenia kompozytów krystaliczno-amorficznych z wykorzystaniem procesu laserowej fuzji z łoża proszkowego (LPBF). Strategia ta obejmuje zastosowanie nowatorskiej metody dwustopniowego topienia i prasowania izostatycznego na gorąco pod bardzo wysokim ciśnieniem (HIP) dobrze znanych amorficznych stopów AMZ4 (Zr59.3Cu28.8Al10.4Nb1.5) i równoatomowego CuZr. Eksperymenty wykazały, że dzięki dostrojeniu parametrów lasera udało się uzyskać części z materiału czysto amorficznego i stworzyć kompozyty o specyficznej geometrii, oparte na strukturze amorficzno-krystalicznej laminatu. Podejście to zapewnia również nowe możliwości projektowania nierównowagowego rozkładu faz poprzez kontrolowanie lokalnej krystalizacji w strefie wpływu ciepła (HAZ) i unikanie akumulacji ciepła. Dodatkowo, porowaty materiał amorficzny można zagęścić bez krystalizacji, stosując HIP w temperaturze zbliżonej do obszaru przechłodzonej cieczy. Udowodniono, że rozkład fazy krystalicznej utworzonej podczas LPBF i krystalizacja na wstępnie indukowanych jądrach podczas HIP jest czynnikiem krytycznym wpływającym na właściwości kompozytu. Badania zużycia i zginania ujawniają wpływ orientacji warstw krystaliczno-amorficznych na właściwości mechaniczne. 

Pionowa integracja odrębnych materiałów 2D w heterostrukturach van der Waalsa (vdW) zapewnia możliwość inżynierii interfejsów i modulacji właściwości elektronicznych i optycznych. Jednak nieliczne badania eksperymentalne ujawniają wiele wyzwań stojących przed heterostrukturami vdW, utrudniając precyzyjne dostrojenie ich funkcjonalności elektronicznych i optycznych. Optycznie aktywne MXenes, najnowszy członek rodziny 2D, charakteryzujący się doskonałą hydrofilowością, bogatą chemią powierzchni i intrygującymi właściwościami optycznymi, stanowią nowatorską platformę 2D do zastosowań optoelektronicznych. Łączenie MXenes z różnymi materiałami 2D w heterostruktury vdW może otworzyć kolejne możliwości badania zjawisk fizycznych nowych nanostruktur i urządzeń o ograniczeniach kwantowych. Dlatego też zbadano podstawowe podstawy i najnowsze odkrycia dotyczące pionowych heterostruktur vdW składających się z MXenes jako składnika głównego i innych materiałów 2D jako składników wtórnych. Omówiono ich solidne konstrukcje i podejścia do syntezy, które mogą przesuwać granice gromadzenia, przejścia i wykorzystania światła, ponieważ MXenes zapewniają wyjątkowe pole do osiągnięcia niezwykłej reakcji optycznej lub niezwykłych funkcji konwersji światła. 

Prezentowana praca dotyczy technologicznych aspektów ewolucji granicy faz w kompozycie niklowo-węglikowo-krzemowym w procesie spiekania. Celem naszych badań była analiza zmian materiałowych zachodzących w wyniku gwałtownej reakcji niklu z węglikiem krzemu w podwyższonych temperaturach. Kompozyt z osnową niklową, zawierający 20% cząstek SiC jako fazę wzmacniającą, wytworzono techniką iskrowego spiekania plazmowego. Badania spiekania przeprowadzono w zmiennych warunkach procesu (temperatura, czas i ciśnienie). Stwierdzono, że silna interakcja poszczególnych składników i skala obserwowanych zmian zależy od parametrów spiekania. Aby zidentyfikować ewolucję mikrostruktury, zastosowano skaningową mikroskopię elektronową, spektroskopię dyspersyjną energii, transmisyjną mikroskopię elektronową, dyfrakcję promieni rentgenowskich i spektroskopię Ramana. Proces rozkładu węglika krzemu postępuje wraz z wydłużaniem się czasu spiekania. Jako końcowy produkt obserwowanej reakcji wykryto nowe fazy z układu Ni-Si oraz wolny węgiel. Stopniowa ewolucja materiałów pozwoliła odkryć przebieg reakcji i powstanie nowej struktury, szczególnie w strefie reakcji. Głównym osiągnięciem prezentowanej pracy była szczegółowa analiza rozkładu SiC i powstawania nowych komponentów. 

Solution-based processing oferuje korzyści w produkcji cienkich folii ze względu na skalowalność, niski koszt, prostotę i jest przyjazne dla środowiska. W ramach badania opracowujemy przewodzące i fotoaktywowane samoczyszczące cienkie warstwy zredukowanego tlenku grafenu (rGO)/Ti3CNTx MXene poprzez powlekanie wirowe w warunkach otoczenia. Dodanie cienkiej warstwy rGO na wierzch Ti3CNTx spowodowało aż 45-krotną poprawę stabilności środowiskowej folii w porównaniu z samą folią Ti3CNTx. Zoptymalizowana cienka folia rGO/Ti3CNTx wykazuje przepuszczalność optyczną 74% w widzialnym obszarze widma i rezystancję powierzchniową 19 kΩ/sq. Folie rGO/Ti3CNTx wykazują wysoką aktywność odbarwiania rodaminą B pod wpływem napromieniania światłem. Pod wpływem promieniowania UV przewodzący elektrycznie MXene w połączeniu z utworzonym na miejscu półprzewodnikowym tlenkiem tytanu indukuje fotogenerowane nośniki ładunku, które można potencjalnie wykorzystać w fotokatalizie. Z drugiej strony, ze względu na przezroczystość folii, napromienianie światłem białym może wybielić zaadsorbowany barwnik w wyniku fotolizy. Badanie to otwiera drzwi do stosowania cienkich folii MXene jako wielofunkcyjnych powłok o właściwościach przewodzących i potencjalnie samoczyszczących. 

MBenes to materiały post-MXene, które zawierają w swojej strukturze bor zamiast węgla i azotu. Ta wyjątkowa kompozycja daje możliwość zbadania roli boru w działaniu materiałów 2D. Jednakże trawienie chemiczne na mokro i rozwarstwianie początkowej fazy MoAlB stanowią wyzwanie ze względu na trwałe wiązanie atomów glinu z sąsiednimi pierwiastkami. W tym przypadku problem ten można pokonać, przetwarzając MoAlB przez 24, 48 i 72 godziny wodnym roztworem HCl/H2O2. Złożone w czasie trawienie i rozwarstwianie pozwala uzyskać pojedyncze, jedno- lub kilkuwarstwowe płatki 48-MBene. Teoretyczna i eksperymentalna analiza XRD ujawniła najlepiej rozwarstwiony 48-MBen mający ortorombowy układ sieci Mo2B2. Obecność tlenku Mo umożliwia bezpośrednie optyczne pasmo wzbronione 1,2 eV i pośrednie 0,2 eV oraz wyjątkową aktywność fotokatalityczną w rozkładzie błękitu metylenowego jako modelowego zanieczyszczenia organicznego. Fotokatalizator 48-MBene osiąga około 90% rozkładu MB w ultrafiolecie i symulowanym naświetlaniu światłem białym przy trzykrotnie szybszej kinetyce, przewyższającej nawet hybrydyzowane MXenes. Ponadto 48-MBene okazał się najlepiej przystosowany do wykorzystania pełnego spektrum światła widzialnego do reaktywnych form tlenu. I odwrotnie, 24-MBene i 72-MBene wykazują niecałkowite rozwarstwienie lub utlenienie, co utrudnia ich aktywność fotokatalityczną. Uzyskane wyniki otwierają eksperymentalną ścieżkę zastosowania MBenów w rekultywacji środowiska. 

Celem pracy było opracowanie metody diagnozowania elektromagnetycznych wtryskiwaczy paliwa w czasie rzeczywistym, wykorzystując obserwację parametrów prądu elektrycznego dostępnych w sterowniku silnika. Wykonanie tego zadania wymagało znalezienia precyzyjnego kryterium oceny poprawności działania wtryskiwacza elektromagnetycznego. W tym celu wykorzystano model matematyczny opisujący poszczególne fazy pracy wtryskiwacza, pozwalający na symulację występowania typowych awarii. Na jej podstawie określano objawy poszczególnych awarii na podstawie obserwacji parametrów prądu elektrycznego w obwodzie sterującym. Obserwacja przebiegów napięć i prądów pozwala zlokalizować uszkodzenia elektryczne i mechaniczne wtryskiwaczy oraz ocenić poprawność działania elementów układu zasilania. Przedstawiona metoda diagnostyczna pozwala na wykrycie opisanych uszkodzeń we wczesnych stadiach ich rozwoju, co zapobiega uszkodzeniom katalizatora i innych układów silnika (zaworów, pierścieni tłokowych czy powierzchni cylindrów), czyli uszkodzeniom wynikającym z nieprawidłowej mieszanki paliwowej.

W artykule dokonano analizy parametrów istotnych dla eksploatacji wagonów metra w ruchu po torach prostych i łukowych o małych promieniach łuku. Do budowy modeli i wykonania obliczeń symulacyjnych wykorzystano aktualną wiedzę z zakresu nieliniowej dynamiki poprzecznej pojazdów szynowych oraz specjalistyczny program komputerowy Vi-Rail. Zaproponowano rozwiązanie umożliwiające bierne sterowanie zestawami kołowymi o bardzo dużych sztywnościach prowadzenia, bez konieczności stosowania układów wymuszających promieniowe ustawienie osi zestawów kołowych na zakrzywionym torze. Efekt ten uzyskano poprzez zmianę sztywności prowadzenia w płaszczyźnie poziomej ramy każdego wózka. Przyjęty kierunek działania zapewnia prostotę rozwiązania, niskie koszty wytworzenia, dużą prędkość krytyczną na torze prostym oraz wydłużoną żywotność wagonów metra wynikającą ze zmniejszonego zużycia mechanicznego kół i szyn. Przeprowadzono ocenę wielokryterialną, która potwierdziła poprawę sterowności wózka oraz zmniejszenie wpływu zestawów kołowych wagonu metra na zakrzywiony tor. Porównano objętości projektowe wagonów metra z wózkami o symetrycznym i niesymetrycznym układzie sztywności prowadnic zestawów kołowych. 

W artykule przedstawiono wyniki symulacji cyklonów stycznych odpylających: cyklonów pojedynczych o różnej geometrii oraz multicyklonu osiowego o stałych geometriach i elementach składowych. Jego celem było zastosowanie tanich analiz cyklonów w realizacji przemysłowej. Dlatego też w prezentowanych badaniach zastosowano metodykę symulacyjną wobec problemu obliczeniowej dynamiki płynów. Modele analizowano przy użyciu oprogramowania SolidWorks Flow Simulation. Prezentowane odpylacze są obiektami rzeczywistymi, mającymi zastosowanie w obiektach przemysłowych. W przypadku multicyklonu zwiększenie liczby łopatek z 5 do 8 wraz ze zmianą kąta nachylenia łopatek tj. 30° i 45° spowodowało, że stężenie pyłu wzdłuż ścian wewnętrznych wynosiło już od 10% dla 5 łopatek do ok. 37,5% dla 6 łopatek i ok. 50% dla 8 łopatek, natomiast stężenie pyłu w centralnej części urządzenia wynosi ok. 20% dla ostatniej opcji. Walidacja modelu zwraca uwagę na potencjalne zastosowanie oprogramowania w zagadnieniach związanych z przepływem w powszechnych i bardziej złożonych środowiskach numerycznych. 

Celem pracy było zbadanie dynamiki pojazdów szynowych w warunkach uszkodzeń amortyzatorów zawieszenia pierwotnego i zbadanie możliwości ich wykrywania za pomocą sztucznych sieci neuronowych. W tym celu przeprowadzono dwa rodzaje analiz: analizę wstępną modelu pojazdu szynowego 1 DOF oraz analizę drugiego modelu porównawczego wagonu pasażerskiego w programie symulacyjnym wieloczłonowym MSC.Adams z wykorzystaniem pakietu VI-Rail. Sygnały przyspieszenia uzyskane w wyniku tej ostatniej analizy posłużyły jako dane wejściowe do sztucznej sieci neuronowej (ANN). Sieci SSN o różnej liczbie warstw ukrytych były w stanie wykryć uszkodzenia w przypadku wyuczonych uszkodzeń zawieszenia, jednak osiągana dokładność wynosiła w najlepszym przypadku poniżej 63%. Wyniki te można uznać za zadowalające, biorąc pod uwagę złożoność zjawisk dynamicznych zachodzących w układzie drgań pojazdu szynowego.