Niech d(δ) oznacza wymiar Hausdorffa zbioru Julii wielomianu fδ(z)=z2−2+δ. W artykule będziemy badać pochodną kierunkową funkcji δ↦d(δ) wzdłuż kierunków lądujących na parametrze 0, co odpowiada −2 w przypadku rodziny pc(z)=z2+c. Rozważymy wszystkie kierunki z wyjątkiem jednego δ∈R+, który znajduje się w zbiorze Mandelbrota. Udowodnimy asymptotyczny wzór na pochodną kierunkową d(δ). Co więcej, zobaczymy, że pochodna jest ujemna dla wszystkich kierunków zamkniętej lewej półpłaszczyzny. Obliczenia komputerowe pokazują, że jest ona ujemna, z wyjątkiem stożka (o kącie rozwarcia około 74∘) wokół R+. 

Zanieczyszczenia powietrza mogą pogorszyć przebieg przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP). Poprzednie badania wykazały, że zarówno zanieczyszczenia cząsteczkowe, jak i gazowe nasilają zapalenie dróg oddechowych, co może prowadzić do zaostrzenia POChP.

Celem pracy było zbadanie związku pomiędzy narażeniem na zanieczyszczenia powietrza a ryzykiem zaostrzeń POChP w 3 największych aglomeracjach miejskich w Polsce: Warszawie, Krakowie i Trójmieście. Do analizy danych z lat 2011–2018 zastosowaliśmy podejście krzyżowe. W badaniu szeregów czasowych wykorzystano liniowo-nieliniowe modele z rozłożonym opóźnieniem do analizy ryzyka hospitalizacji z powodu zaostrzeń POChP w ciągu 21 dni po ekspozycji na cząstki stałe (PM), NO2 i SO2.

Ogółem odnotowano 26 948 hospitalizacji z powodu zaostrzeń POChP. W ciągu 21 dni po ekspozycji współczynnik (95% CI) przyjęć na 10 μg/m3 wyniósł 1,028 (1,008–1,049) dla PM10, 1,030 (1,006–1,055) dla PM2,5, 1,032 (0,988–1,078) dla NO2 i 1,145 (1,038-1,262) dla SO2. Ryzyko przyjęcia osiągało szczyt po 10 dniach od narażenia na pyły PM10 i PM2,5, natomiast w przypadku NO2 i SO2 ryzyko było największe w dniu narażenia. Odsetek (95% CI) hospitalizacji z powodu zanieczyszczenia powietrza wyniósł 9,08% (3,10%-15,08%) dla PM10, 7,61% (1,27%-13,49%) dla PM2,5, 9,77% (-3,63% do 21,48%) dla NO2 i 7,70% (2,30%-12,84%) dla SO2.

Zanieczyszczenie PM2,5, PM10, NO2 i SO2 wiązało się ze zwiększonym ryzykiem zaostrzeń POChP wymagających hospitalizacji. W przypadku zanieczyszczeń pyłowych i gazowych istniały różne wzorce ryzyka. Poprawa jakości powietrza w polskich miastach może zmniejszyć obciążenie POChP.

Badanie proponuje pomysł nowego rodzaju wysokotemperaturowego ogniwa paliwowego – ze stopionym boranem (MBFC). Idea opiera się na technicznej modyfikacji dobrze znanego ogniwa paliwowego ze stopionym węglanem poprzez zmianę składu elektrolitu na mieszankę na bazie boranów. Ogniwo zostało przetestowane w warunkach laboratoryjnych w ramach sprawdzenia koncepcji i osiągnęło OCV przy około 1 V i 0,05 A/cm2 gęstości prądu. Optymalizację składu elektrolitów na bazie boranów przeprowadzono za pomocą SSN i zweryfikowano eksperymentalnie. Nowy typ omawianych ogniw paliwowych został zaprojektowany i zoptymalizowany przy użyciu algorytmu głębokiego uczenia się. Najbardziej zaawansowany model zapewnia dynamiczną prognozę pracy ogniwa paliwowego, biorąc pod uwagę przepływ ciepła i czynniki materiałowe elektrolitu. Przy średniej niedokładności wynoszącej 0,3% wszystkie modele wypadły wystarczająco dobrze. Technikę opartą na SSN można również zastosować do poprawy parametrów pracy komórki. Co więcej, skład roboczy nowego stopionego elektrolitu boranowego można ulepszyć pod względem wydajności elektrochemicznej ogniwa paliwowego.

Do niedawna osady ściekowe powstające w procesach oczyszczania ścieków uznawane były za odpady problematyczne. Obecnie stanowi cenny substrat do odzysku surowców i energii. Jedną z metod intensyfikacji odzysku surowców z osadów jest ich wstępne oczyszczanie metodami dezintegracyjnymi. W pracy przedstawiono modelowanie CFD i zbadano eksperymentalnie zastosowanie hydrodynamicznego wirnika kawitacyjnego pracującego przy różnych prędkościach obrotowych (1500, 2500 i 300 obr/min) do odzyskiwania związków organicznych, składników odżywczych i energii. Wyznaczono właściwości reologiczne osadu surowego będącego cieczą nienewtonowską i wykorzystano je w obliczeniach modelowych. Strefy kawitacji zaobserwowano dla prędkości obrotowej 2500 obr/min i 3000 obr/min, choć silniejszy efekt kawitacji występował dla prędkości obrotowej 3000 obr/min. Prędkość obrotowa 1500 obr./min była zbyt mała, aby wygenerować spadek ciśnienia poniżej 1705 Pa i nie zarejestrowano kawitacji. Zwiększenie prędkości obrotowej od 1500 obr/min do 3000 obr/min dla każdej analizowanej gęstości energii spowodowało wzrost SCOD i stężenia azotu. Ponadto stwierdzono, że przy niskich gęstościach energii (<105 kJ/L) dominującym czynnikiem odpowiedzialnym za odzysk węgla jest rozdzieranie mechaniczne, a przy jego wyższych wartościach (≥105 kJ/L) coraz większego znaczenia nabiera zjawisko kawitacji. Prędkość obrotowa miała również istotny wpływ na uzysk metanu (YCH4). Wzrost YCH4 o 6,2% odnotowano jedynie dla osadu rozdrobnionego przy prędkości obrotowej 1500 obr/min w odniesieniu do osadu nieoczyszczonego. Rozpad prowadzony przy wyższych prędkościach obrotowych spowodował spadek YCH4 (-0,7% dla 2500 obr/min i -7,9% dla 3000 obr/min). 

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.