Stop Ti-13Nb-13Zr (tzw. stop TNZ) jest nowym biomateriałem, który z punktu widzenia zastosowania na implanty posiada wiele zalet. Charakteryzuje się znacząco niższym modułem Younga w stosunku do powszechnie stosowanego w implantologii stopu Ti-6Al-4V, a także w przeciwieństwie do niego, zawiera tylko biozgodne pierwiastki. Właściwości mechaniczne stopu TNZ mogą być kształtowane na drodze objętościowych oraz powierzchniowych procesów odkształcania, jak np. walcowanie lub kulowanie, prowadzących do umocnienia defektami struktury i granicami ziaren.

Mimo licznych badań, nadal dyskutowany jest zakres wpływu poszczególne procesów umacniania, w tym ich połączenia, na właściwości tribologiczne w warunkach symulujących środowisko płynów ustrojowych. Problem jest bardzo istotny zarówno z punktu widzenia badań podstawowych, jak i aplikacyjnych, ponieważ zużycie ścierne zalicza się do głównych procesów degradacji metalowych implantów, a charakterystyka i poprawa właściwości tribologicznych biomateriałów stanowi główny cel analiz implantów tytanowych.

Niniejsza praca przedstawia wpływ procesów umacniania na odporność na zużycie stopu TNZ. Badania zostały przeprowadzone dla stanu wyjściowego, a także dla stopu poddanego umocnieniu na drodze walcowania lub kulowania oraz poprzez połączenie obydwu obróbek mechanicznych. Testy tribologiczne wykonano przy użyciu metody „pin-on-plate” (z przeciwpróbką wykonaną z Al2O3) w środowisku roztworu Hanks’a i temperaturze 37°C. Badania zostały poszerzone o obserwacje mikroskopowe oraz profilometrię optyczną, a także mikrotwardość i analizę odporności korozyjnej. Uzyskane wyniki umożliwiły scharakteryzowanie mechanizmów degradacji stopu TNZ w środowisku symulującym płyny ustrojowe. W konsekwencji wykazano znaczący potencjał kombinacji objętościowego i powierzchniowego procesu umacniania (walcowania i późniejszego kulowania) w kształtowaniu właściwości funkcjonalnych materiałów biomedycznych.

Naturalne barwniki zaprawowe pozyskiwane z drzew pochodzenia azjatyckiego i amerykańskiego były niegdyś wykorzystywane do barwienia tkanin na zróżnicowane kolory – od żółtego, przez czerwony i niebieski, aż po czarny. Obecnie do identyfikacji tych preparatów w obiektach zabytkowych powszechnie stosuje się wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC) sprzężoną z detekcją spektrofotometryczną oraz tandemową spektrometrią mas z jonizacją poprzez elektrorozpraszanie (ESI MS/MS). Mimo to precyzyjne określenie źródeł pochodzenia barwników drzewnych, zwłaszcza różnych gatunków barwników czerwonych określanych wspólnym mianem drzewa brazylijskiego (ang. brazilwood), ze względu na zbliżoną kompozycję ich związków barwiących, nadal stanowi wyzwanie. 

W ramach przedstawionej pracy przeanalizowano dane chromatograficzne i widma mas uzyskane dla 108 próbek modelowych – ekstraktów z włókien naturalnych (wełny i jedwabiu), potraktowanych pięcioma różnymi zaprawami oraz niezaprawionych, a następnie barwionych barwnikami drzewnymi: drzewem kampeszowym (Haematoxylum campechianum L.), drzewem meksykańskim (Haematoxylum brasiletto H.Karst.), drzewem brazylijskim (Paubrasilia echinata Lam.) i brezylką sappan (Biancaea sappan Tod.). Analiza uzyskanych widm MS/MS pozwoliła scharakteryzować 68 związków chemicznych, w tym zidentyfikować 21 markerów barwników drzewnych, takich jak: sappanchalkon, sappanon B, hematoksylon B, protosappanina C, hematoksylol C, caesalpin J, sappanon A, protosappanina B, hematoksylol B, brazyleina, hemateina, hydroksybrazyleina, hydroksyhemateina, urolityna, protosappanina D, protosappanina E oraz hematoksylol E. Do opracowania modelu analitycznego umożliwiającego rozróżnienie barwników drzewnych na podstawie profili chromatograficznych zastosowano narzędzia chemometryczne, w tym mapę cieplną do wizualizacji danych, analizę głównych składowych (PCA) oraz hierarchiczną analizę podobieństwa (HCA). Oprócz wyników uzyskanych dla próbek modelowych w badaniu uwzględniono też wyniki otrzymane dla próbek nici pobranych z XVI- i XVII-wiecznych europejskich tkanin. Na tej podstawie opracowano model identyfikacji czerwonych barwników pochodzenia drzewnego w tekstyliach historycznych, co otwiera drogę przyszłym badaniom nad rozróżnieniem poszczególnych preparatów.

Zrozumienie, jak nanokryształy tworzą uporządkowane struktury, jest kluczowe do projektowania nowoczesnych materiałów. Proces ten jest jednak złożony, bo zależy od wielu jednoczesnych zjawisk fizycznych i chemicznych. W prezentowanej pracy naukowcy zbadali, jak organiczna otoczka nanokryształów tlenku cynku (ZnO NCs) wpływa na ich wzajemne oddziaływania i na to, jakie filmy tworzą one na powierzchni woda–powietrze. Analizowano przede wszystkim dwa czynniki: rodzaj grupy kotwiczącej oraz długość łańcucha organicznego stosowanego ligandu. Wykazano, że dłuższe ligandy ułatwiają „wplatanie się” otoczek sąsiednich NCs, co wzmacnia ich wzajemne przyciąganie i prowadzi do powstawania sztywniejszych, bardziej odpornych na odkształcenia filmów. Krótsze ligandy tworzą natomiast bardziej zwartą otoczkę, która ogranicza takie oddziaływania, przez co powstające filmy są bardziej elastyczne. Wyniki te pokazują, że odpowiedni dobór ligandów pozwala kontrolować sposób samoorganizacji nanocząstek i dostosowywać właściwości nowych materiałów do konkretnych zastosowań.

Przedstawiono wyniki poszukiwań lekkich, długo żyjących cząstek (LLP) rozpadających się na przesunięte (displaced) dżety, z wykorzystaniem próby danych ze zderzeń proton–proton przy energii w środku masy 13,6 TeV i skumulowanej świetlności 34,7 fb⁻¹, zarejestrowanych detektorem CMS w 2022 roku w CERN LHC. Na potrzeby tego badania opracowano i zastosowano nowe techniki wyzwalania i  rekonstrukcji oraz metody oparte na uczeniu maszynowym. Po uwzględnieniu wszystkich selekcji obserwacje są zgodne z przewidywaniami tła. Przedstawiono ograniczenia na częstość rozpadu bozonu Higgsa do LLP, które następnie rozpadają się na pary kwarków lub pary leptonów τ. Dla modeli z masami LLP poniżej 60 GeV i własnymi długościami życia poniżej 1 m uzyskano poprawę ograniczeń nawet o czynnik 10 względem wcześniejszych wyników. Po raz pierwszy wyznaczono także ograniczenia dla modeli bliźniaczego bozonu Higgsa (fraternal twin Higgs - FTH) oraz złożonej supersymetrii (folded supersymmetry - FSUSY), w których dolne granice mas partnera kwarka top osiągają odpowiednio do 350 GeV dla modelu FTH oraz 250 GeV dla modelu FSUSY.

Przedstawiono wyniki poszukiwań rozszerzonego sektora Higgsa z dwiema nowymi cząstkami, X i ϕ, w procesie X→ϕϕ→(γγ)(γγ). Zastosowano nowatorskie sieci neuronowe do klasyfikacji zdarzeń zawierających połączone pary fotonów (dwufotonów) oraz do wyznaczania mas dwufotonów. Analiza opiera się na danych ze zderzeń proton–proton przy energii √s = 13 TeV zarejestrowanych detektorem CMS, odpowiadających skumulowanej świetlności 138 fb⁻¹. Nie zaobserwowano sygnałów wskazujących na istnienie takich rezonansów. Ustalono górne ograniczenia na przekrój czynny produkcji dla mas mₓ w zakresie 300–3000 GeV oraz stosunku mϕ/mₓ od 0,5% do 2,5%, co stanowi najczulsze dotychczas poszukiwania w tym kanale.

W niniejszej pracy stop o wysokiej entropii AlCoCrFeNiTi₀.₂ (HEA) poddano azotowaniu plazmowemu w celu zbadania mikrostruktury i właściwości mechanicznych wysokoentropowych azotków tworzących się w warstwie wierzchniej materiału. Pomiary XRD ujawniły przemianę strukturalną BCC → FCC, z jednoczesnym zanikiem fazy σ i pojawieniem się heksagonalnego azotku glinu. Dalsze badania próbek po azotowaniu, obejmujące SEM, EDS i EBSD, wykazały segregację pierwiastków do wielu faz FCC o zbliżonych stałych sieci, takich jak azotek o strukturze typu NaCl — (AlCrCoFeNiTi₀.₂)N — będący azotkiem wysokiej entropii. Obserwacje te są zgodne z analizą teoretyczną opartą na obliczeniach KKR-CPA. Proces azotowania plazmowego prowadził również do powstania wysokiej porowatości powierzchniowej, jednak badania ściskania mikrowież i nanoindentacji wykazały obecność zlokalizowanych obszarów o znacznie podwyższonej twardości. Zaobserwowano także istotne obniżenie współczynnika tarcia. Wyniki te nie tylko pogłębiają wiedzę na temat procesu azotowania złożonych stopów, takich jak dwufazowe HEA, ale także wskazują na potencjał wykorzystania wysokoentropowych azotków wytwarzanych metodą azotowania w produkcji supertwardych warstw wierzchnich, co może znacząco poprawić właściwości mechaniczne materiałów przeznaczonych do pracy w wymagających warunkach.

Przedstawiono wyniki poszukiwań cząstek o ułamkowym ładunku elektrycznym, czyli posiadających ładunek mniejszy niż 1 𝑒. Kluczowym parametrem do wykrycia sygnału był niewielki ubytek energii rejestrowany w detektorze śledzącym. Analizowany zbiór danych odpowiada całkowitej świetlności zintegrowanej 138 fb⁻¹ zebranej podczas zderzeń proton–proton przy energii √𝑠=13 TeV w latach 2016–2018 w ośrodku CERN LHC. Jest to pierwsze badanie w LHC, które poszukuje nowych cząstek o ładunku pomiędzy 𝑒/3 a 0,9 𝑒, obejmujące także rozszerzenie wcześniejszych wyników dla ładunku 2 𝑒/3. 

Na podstawie analizy wykluczono na poziomie ufności 95% istnienie takich cząstek o masach do 640 GeV i ładunkach tak małych jak 𝑒/3. Wyniki stanowią najbardziej rygorystyczne ograniczenia uzyskane do tej pory dla rozpatrywanego trybu produkcji typu Drell–Yan. 

W niniejszej pracy przedstawiono modelowanie i identyfikację zachowania histerezowego w tłumiku drgań skrętnych wykorzystującym pakowany próżniowo granulat (VPPTD, Vacuum Packed Particles Torsional Damper). Tłumik wypełniony został granulatem polimerowym z ABS (akrylonitryl-butadien-styrenu). Opisywane urządzenie należy do grupy innowacyjnych tłumików półaktywnych, charakteryzujących się możliwością regulacji tłumienia w czasie rzeczywistym. Przeprowadzono serię eksperymentów mających na celu zbadanie odpowiedzi tłumika w różnych warunkach obciążenia i poziomie podciśnienia. Do opisu nieliniowych właściwości histerezowych tłumika zastosowano zmodyfikowany model Bouc–Wena (MB-W, Modified Bouc–Wen). Parametry tego modelu zostały zidentyfikowane na podstawie danych eksperymentalnych przy użyciu algorytmu ewolucyjnego. Zidentyfikowane parametry zmodyfikowanego modelu Bouc–Wena opisano jako funkcje podciśnienia. Zaproponowany model został zweryfikowany eksperymentalnie, potwierdzając jego skuteczność w przewidywaniu zachowania histerezowego tłumika w różnych warunkach pracy. Praca ta stanowi wkład w lepsze zrozumienie i modelowanie złożonych nieliniowości występujących w tłumikach opartych na próżniowo pakowanych granulatach (VPPs, Vacuum Packed Particles).

Rosnące zapotrzebowanie na automatyzację procesów obróbkowych, wynikające ze wzrostu kosztów pracy oraz zaostrzających się wymagań jakościowych, sprawia, że monitorowanie procesów staje się nieodzownym elementem nowoczesnej produkcji. Znaczna liczba prac badawczych została poświęcona zagadnieniu monitorowania stanu narzędzia skrawającego (TCM – Tool Condition Monitoring), czego wyrazem jest stały napływ publikacji prezentujących nowe rozwiązania w tym zakresie. Jednocześnie, pomimo szerokiej dostępności komercyjnych systemów monitorowania stanu narzędzi (TCMS – Tool Condition Monitoring Systems) i wdrożenia części z nich w przemyśle, opracowania przeglądowe i porównawcze tych systemów pozostają nieliczne.

Celem artykułu jest wypełnienie tej luki poprzez przedstawienie aktualnego stanu i perspektyw rozwoju komercyjnych systemów TCMS. W pierwszej części omówiono główne założenia i funkcje tych systemów, a następnie szczegółowo zaprezentowano rozwiązania dostępne na rynku. Osobne sekcje poświęcono problemom technicznym związanym z czujnikami stosowanymi w systemach TCMS oraz analizie skuteczności stosowanych strategii monitorowania. Szczególną uwagę zwrócono na lukę pomiędzy rozwiązaniami komercyjnymi a systemami opisywanymi w literaturze naukowej.

W artykule przeanalizowano również potencjalne kierunki rozwoju TCMS, obejmujące postęp w technologiach czujnikowych, metodach ekstrakcji cech sygnałów oraz tworzeniu modeli sztucznej inteligencji opartych na dużych zbiorach danych gromadzonych w środowisku przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT). Przewiduje się, że rozwój tych obszarów przyczyni się do zbliżenia rozwiązań laboratoryjnych do praktycznych zastosowań przemysłowych.

Technologie oparte na DNA, wykorzystywane do uwierzytelniania przedmiotów i przechowywania danych, stają się ciekawą alternatywą dla klasycznych systemów identyfikacji, jednak ich praktyczne zastosowanie wciąż napotyka poważne przeszkody techniczne i kosztowe. W artykule przeanalizowano istniejące metody znakowania i zapisu informacji w DNA, porównując ich możliwości, opłacalność i przydatność w realnych warunkach. Autorzy pokazują, że zastosowania te mają zupełnie odmienne wymagania, przez co nie da się stworzyć jednej uniwersalnej technologii – znakowanie przedmiotów wymaga innych rozwiązań niż przechowywanie danych. W przypadku znakowania DNA największym problemem są bardzo wysokie koszty (od 1 do nawet 100 dolarów za pojedynczą weryfikację, podczas gdy istniejące technologie kosztują zaledwie 1–10 centów) oraz długi czas odczytu (od 30 minut do ponad 6 godzin zamiast natychmiastowego wyniku). Z tego powodu takie metody mają sens jedynie w niszowych zastosowaniach, np. zabezpieczeniach leków czy towarów luksusowych. Dodatkowo wiele komercyjnych rozwiązań nie zostało opisanych w recenzowanych publikacjach, co utrudnia ocenę ich faktycznej skuteczności. Spośród obecnych technologii największy potencjał mają metody izotermicznego powielania DNA (LAMP, RPA) połączone z wykrywaniem kolorymetrycznym, które mogą sprawdzić się w terenie, natomiast do przechowywania danych najlepiej nadają się platformy sekwencjonowania Illumina. Brak standardów i wspólnych wytycznych ogranicza jednak rozwój obu obszarów, utrudnia kompatybilność i sprzyja nieudokumentowanym deklaracjom skuteczności. Autorzy podkreślają, że pełne wdrożenie takich technologii wymaga odejścia od prób konkurowania z obecnymi systemami pod względem ceny i szybkości i skoncentrowania się na aplikacjach, w których DNA może stanowić dodatkową warstwę zabezpieczeń, uzupełniając istniejące metody identyfikacji.

Nowoczesna metrologia wielkości geometrycznych polega na zastosowaniu współrzędnościowych systemów pomiarowych, które ulegają ciągłej ewolucji i dopasowują się do rosnących potrzeb w zakresie kontroli jakości przemysłowych procesów wytwórczych, szczególnie w przemyśle precyzyjnym, lotniczym i motoryzacyjnym. Obecnie współrzędnościowa technika pomiarowa pozwala na szybkie wyznaczanie wymiarów, odchyłek kształtu i położenia części maszyn o często skomplikowanej, przestrzennej konstrukcji.

Dokładność pomiarów skomplikowanych geometrycznie części maszyn i urządzeń zależy od wielu czynników. Jednym z nich, a często pomijanym w rachunku błędów, jest odkształcalność elementu mierzonego spowodowana mocowaniem podczas pomiaru. Dotyczy to w szczególności elementów o małej sztywności. 

W artykule przedstawiono nową metodę mocowania przedmiotu mierzonego, która polega na zastosowaniu aktywnych podpór oraz algorytmu wyznaczającego ich optymalne rozmieszczenie oraz reakcję mocowania. W celu eksperymentalnego potwierdzenia skuteczności zaproponowanego podejścia zaprezentowano badania doświadczalne oraz symulacyjne. Zastosowanie opracowanego adaptacyjnego mocowania pozwoliło na ośmiokrotne zmniejszenie błędu związanego z oddziaływaniem grawitacji na przedmioty mierzone. Metoda jest w pełni skalowalna i może być stosowana również w przypadku przedmiotów o różnych wymiarach i kształtach.

Cement magnezowy tlenochlorkowy (CMT) stanowi alternatywne, rzadziej stosowane spoiwo do biokompozytów konopnych, oferujące wyższą wytrzymałość mechaniczną w porównaniu z tradycyjnym spoiwem wapiennym. Jednak właściwości wilgotnościowe kompozytów konopnych zawierających CMT były dotychczas badane jedynie w ograniczonym zakresie. W niniejszej pracy przedstawiono badania eksperymentalne porównujące paroprzepuszczalność betonów konopnych ze spoiwami magnezowymi i wapiennymi, dostarczając cennych informacji zarówno o ich właściwościach związanych z transportem wilgoci, jak i o zastosowanej metodzie pomiarowej. Materiały te budzą szczególne zainteresowanie ze względu na bardziej zrównoważony charakter i niższy ślad środowiskowy w porównaniu z tradycyjnymi betonami, cegłami i zaprawami. Wyniki pokazują, że paroprzepuszczalność betonów konopnych wiązanych spoiwem magnezowym jest zbliżona do przepuszczalności płyt gipsowo-kartonowych, natomiast betony konopne wiązane wapnem charakteryzują się dwukrotnie większą przepuszczalnością. Pomiary transportu pary wodnej pozwoliły również na krytyczną ocenę powszechnie stosowanej metody naczynia (miseczkowej). Badania wykazały, że dla analizowanych materiałów warunki określone w normie ISO 12572:2016 nie zostały w pełni spełnione. Szczególnie w naczyniach suchych, gdzie sorbenty powinny zapewniać wilgotność względną (RH) bliską zeru, zmierzone wartości mieściły się w zakresie 10–30 %. Wykazano przy tym, że chlorek wapnia zapewniał lepsze warunki osuszania (10–20 % RH) niż żel krzemionkowy (15–30 % RH).