Przejdź do treści

Publikacje

Wartość? 200 punktów

Publikacje to nieodłączna część pracy naukowców. To publikacje opisują i podsumowują dorobek badawczy, często wielomiesięczny albo nawet wieloletni wysiłek, budują pozycję naukowców i całych zespołów. Są także elementem ewaluacji – oceny konkretów osób, a co za tym udzie – całych dyscyplin.

Na poniższej liście prezentujemy najwyżej punktowane publikacje (czyli takie za 200 punktów), w które wkład mieli naukowcy z Politechniki Warszawskiej. Wykaz obejmuje dane od początku 2023 roku.

Direct Measurement and Modeling of Wrapping Layer on Lubricant-Infused Surfaces

Nowoczesne powierzchnie impregnowane lubrykantem (powierzchnie SLIPS/LIS) ograniczają siły na linii kontaktu, co pozwala na dużą mobilność ustawionych na nich kropli wody oraz wyjątkowo niskiego tarcia powstającego podczas ich przemieszczana się. Charakterystyczną powierzchni SLIPS/LIS jest powstawanie warstwy otulającej kroplę, w postaci nanometrycznej warstwy oleju, jednak mechanizm jej powstawania oraz czynniki decydujące o jej grubości nie są dotąd w pełni poznane. W niniejszej pracy przedstawiono model teoretyczny grubości warstwy otulającej opierający się na równowadze dwóch konkurujących efektów: ciśnieniu Laplace’a wynikającego z krzywizny powierzchni międzyfazowej oraz ciśnieniu rozwarstwiającemu wywołanego oddziaływaniami van der Waalsa. Model został eksperymentalnie zwalidowany. Do bezpośredniej wizualizacji i pomiaru grubości warstwy otulającej zastosowano technikę PLIF (Planar laser-induced fluorescence), obejmującą szeroki zakres promieni kropli, lepkości lubrykantu oraz jego grubości użytej do impregnacji teksturowanego podłoża. Wyniki wskazują, że grubość warstwy otulającej nie zależy od lepkości oleju ani od jego początkowej grubości, natomiast skaluje się ona wraz z promieniem kropli zgodnie w sposób potęgowy. Po potwierdzeniu poprawności modelu poprzez zgodność jego przewidywań z wynikami eksperymentów oszacowano objętość warstwy otulającej, a także objętość wału zwilżającego na podstawie ustalonego kształtu menisku olejowego w pobliżu podstawy kropli. Przeprowadzona analiza wykazała, że objętość oleju w warstwie otulającej jest o cztery rzędy wielkości mniejsza niż objętość wału zwilżającego, co wskazuje, że pierścieniowy wał zwilżający stanowi główne źródło ubytku środka smarnego podczas ruchu kropli, a uzyskane wyniki pogłębiają rozumienie dynamiki warstwy otulającej oraz jej wpływu na zużycie środka smarnego.

Artykuł:

ACS Applied Materials & Interfaces

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Tomasz Kułakowski 

Inverted azolophanes: alternant o-heteroarene/p-arene macrocycles

Z wykorzystaniem reakcji Debusa–Radziszewskiego otrzymano osiem makrocykli opartych na imidazolu, zaczynając od cyklotetrabenzilu. Trzy analogiczne związki z pierścieniem oksazolowym zsyntetyzowano metodą Davidsona, używając estrów cyklotetrabenzoiny. Makrocykle nazwano „odwróconymi azolofanami”, ponieważ grupy azolowe są skierowane na zewnątrz centralnego pierścienia — odwrotnie niż w typowych, wcześniej badanych azolofanach.

Dla pięciu makrocykli uzyskano struktury krystaliczne, które pokazują, że 24‑członowy pierścień centralny i cztery pierścienie azolowe leżą prawie w jednej płaszczyźnie. Choć formalnie możliwe byłoby występowanie antyaromatycznego prądu paratropowego obejmującego całą, 24‑członową obwiednię makrocyklu, w praktyce występują prądy diatropowe zlokalizowane w mniejszych, pięcio‑ i sześcioczłonowych pierścieniach.

Kwadratowy kształt makrocykli z pierścieniami azolowymi na wierzchołkach oraz ich sztywna, stabilna geometria sugerują, że mogą one dobrze sprawdzić się jako tetragonalne elementy budulcowe do syntezy większych, uporządkowanych struktur.

Artykuł:

Chemical Science

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Paweł Wieczorkiewicz

Dyscyplina:

Capturing the short-lived excited singlet state in crystals of a TADF silver(i) complex

Zmiany strukturalne wywołane światłem w kryształach luminescencyjnego kompleksu srebra(I) zostały zbadane w temperaturze 100 K przy użyciu czasowo-rozdzielczej dyfrakcji Laue’go wykorzystując impulsowy laser pompujący. Na podstawie obliczeń kwantowo-mechanicznych obserwowane wzbudzenie przypisano przejściu S₀ → S₁ typu LLCT. Spektroskopia fotoluminescencji w niskiej temperaturze wykazała emisję trwającą 2 ns, po której następuje fosforescencja. Powyżej 200 K układ wykazuje dominującą emisję TADF.

Artykuł:

Chemical Communications

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Krzysztof Durka

Dyscyplina:

Version [2.0] — [pyMCMA: Uniformly distributed Pareto-front representation]

pyMCMA to implementacja w języku Python nowatorskiej metody autonomicznego wyznaczania reprezentacji frontu Pareto, składającego się z efektywnych rozwiązań równomiernie rozłożonych pod względem odległości między sąsiednimi punktami Pareto. pyMCMA wspiera naukową, czyli obiektywną, analizę modeli poprzez dostarczanie reprezentacji frontu Pareto niezależnej od preferencji użytkownika. Aktualizacja wprowadza nowe funkcjonalności i ulepszenia. Do nowych funkcjonalności należy grupowanie rozwiązań frontu Pareto. Ulepszenia obejmują wewnętrzne poprawki oprogramowania, opcjonalną możliwość dostosowania niektórych parametrów oraz nowe funkcje przeznaczone dla zaawansowanych użytkowników.

Artykuł:

SoftwareX

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Janusz Granat 

Wear properties of CP-Ti after surface functionalization with Direct Laser Interference Patterning

Biomateriały muszą spełniać szereg wymagań, takich jak odporność na korozję, biozgodność czy wysoką odporność na zużycie ścierne. Zjawisko powstawania produktów zużycia ściernego jest niekorzystne, gdyż może wywołać reakcję zapalną organizmu w obszarze kontaktu implantu z tkanką. Z tego powodu odporność na zużycie powierzchni biomateriałów jest istotnym czynnikiem zapewniającym ich prawidłowe funkcjonowanie. W niniejszej pracy zbadaliśmy właściwości tribologiczne tytanu, którego powierzchnię poddano funkcjonalizacji metodą Bezpośredniej Laserowej Litografii Interferencyjnej (ang. Direct Laser Interference Patterning - DLIP). DLIP pozwala na wytworzenie periodycznych wzorów na modyfikowanej powierzchni, o wielkościach w różnej skali, które mają pozytywny wpływ na odpowiedź komórkową. Metodą DLIP na powierzchni tytanu po kulowaniu i trawieniu (stan wyjściowy) wytworzyliśmy dwa rodzaje periodycznych wzorów: prążki (grooves) oraz siatkę (grid). Uzyskane wyniki są jednymi z pierwszych w literaturze w kontekście analizy wpływu tak przeprowadzonych obróbek powierzchniowych na odporność tribologiczną tytanu. Badania tribologiczne wykonaliśmy w roztworze Hanka w temperaturze 37 °C, metodą trzpień-płytka. W ramach przeprowadzonych badań wykazaliśmy, że próbki o bardziej jednorodnej topografii powierzchni (stan wyjściowy oraz o topografii siatki) wykazywały podobne zachowanie tribologiczne. W przypadku próbek z prążkami, których powierzchnia charakteryzowała się wyraźną teksturą morfologiczną, zmiany na krzywych zużycia miały charakter periodyczny, niezależnie od kierunku badania. Anizotropowa topografia powierzchni prążków wpływała na osadzanie i gromadzenie produktów zużycia w strefie kontaktu trzpienia z płytką, powodując podczas tarcia skokowy spadek na krzywej zużycia. Fluktuacje pojawiały się po osiągnięciu krytycznej grubości produktów zużycia i ich oderwaniu od powierzchni trących, skutkując skokowymi zmianami na krzywej przemieszczenia o kilka mikrometrów. Pomimo funkcjonalizacji metodą DLIP, zachowanie tytanu podczas zużycia pozostaje silnie zależne od topografii stanu wyjściowego przed funkcjonalizacją laserową. Czynnik ten, musi być uwzględniany przy projektowaniu powierzchni tytanowych implantów, bowiem obecność periodycznych struktur na powierzchni biomateriałów sprzyja różnicowaniu się komórek osteoblastów. 

Artykuł:

Wear

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jarosław Pura, Halina Garbacz 

Synergistic Effects of Strain and Oxygen Vacancies in Nanofiber Electrodes for Enhanced High-Temperature Electrochemical Ethane Dehydrogenation

Bezpośrednia dehydrogenacja etanu (EDH) prowadzona z wykorzystaniem protonowych ceramicznych ogniw elektrolitycznych (PCEC) stanowi obiecującą strategię produkcji etylenu. Praktyczne zastosowanie tej techniki jest jednak ograniczone przez niedobór wysokowydajnych materiałów anodowych. W niniejszej pracy nanowłókna PrBa₀,₅Sr₀,₅Co₁,₅Fe₀,₅O₅+δ (PBSCF) zostały zsyntezowane jako anody PCEC i wykazały wysoką aktywność w reakcji EDH, osiągając selektywność etylenu do 93,8% oraz konwersję etanu na poziomie 63,7% przy gęstości prądu 535 mA cm⁻² i temperaturze 700 °C. Połączenie zaawansowanych technik spektroskopowych z obliczeniami opartymi na teorii funkcjonału gęstości (DFT) ujawniło obecność ściskających naprężeń w nanowłóknach. Naprężenia te osłabiają wiązania metal–tlen oraz przesuwają centrum pasma O 2p bliżej poziomu Fermiego, co sprzyja tworzeniu wakansów tlenowych. Synergistyczne oddziaływanie ściskających naprężeń i wakansów tlenowych zwiększa adsorpcję C₂H₆ oraz ułatwia etapy dehydrogenacji prowadzące do powstawania C₂H₄. Uzyskane wyniki mogą znaleźć szerokie zastosowanie w projektowaniu nanostrukturalnych elektrokatalizatorów dla innych wysokotemperaturowych urządzeń elektrochemicznych.

Artykuł:

ACS Catalysis

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jarosław Milewski 

Dual-mode SERS and colorimetric sensor for lung cancer VOC-biomarker detection using hydrogel patches

Heksanal, będący lotnym związkiem organicznym (VOC), jest potencjalnym biomarkerem wczesnego wykrywania raka płuc. W niniejszym badaniu opracowano elastyczny biosensor dwumodalny, integrujący powierzchniowo wzmocnione rozpraszanie Ramana (SERS) oraz detekcję kolorymetryczną, przeznaczony do ilościowej analizy heksanalu w wydychanym powietrzu człowieka. Biosensor wykorzystuje nanokostki srebra otoczone podwójnym wodorotlenkiem warstwowym Co–Ni (AgNCs@Co–Ni LDH) jako matrycę funkcjonalną, zapewniającą zarówno wysokie wzmocnienie sygnału SERS, jak i efektywną adsorpcję VOC. W celu uzyskania selektywnej detekcji AgNCs@Co–Ni LDH wprowadzono do hydrożeli agarozowych wraz z 3-metylo-2-benzotiazolinonohydrazonem (MBTH). Otrzymane plastry hydrożelowe MBTH–AgNCs@Co–Ni LDH umożliwiają utlenianie heksanalu, co prowadzi do jednoczesnego generowania sygnałów kolorymetrycznych i SERS oraz powstawania akryzyny, będącej niebieskim produktem reakcji. Ta oparta na hydrożelu dwumodalna platforma sensoryczna wykazuje wysoką selektywność, doskonałą stabilność oraz dużą precyzję w detekcji heksanalu metodą SERS. Granica wykrywalności dla metody SERS została określona na poziomie 3,34 × 10⁻¹³ M. Ponadto opracowano i zoptymalizowano kompaktowy, wieloterminalowy system inteligentnego rozpoznawania oparty na sieciach konwolucyjnych CNN, umożliwiający ulepszoną analizę plastrów hydrożelowych poprzez przenośną, sterowaną sztuczną inteligencją i działającą w czasie rzeczywistym analizę kolorymetryczną. W rezultacie przedstawiona praca nie tylko umożliwia skuteczne wykrywanie heksanalu w wydychanym powietrzu pacjentów z podejrzeniem raka płuc, podkreślając jej potencjał w przesiewowym wykrywaniu tej choroby na wczesnym etapie, lecz także tworzy podstawy do rozwoju multimodalnych biosensorów hydrożelowych do szerszych zastosowań w diagnostyce chorób.

Artykuł:

Chemical Engineering Journal

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Agnieszka Jastrzębska 

Exploring the Strong Interaction of Three-Body Systems at the LHC

Deuterony to jądra atomowe złożone z neutronu i protonu, które są związane ze sobą oddziaływaniem silnym. W przeszłości badano niesparowane układy składające się z deuteronu i trzeciego nukleonu za pomocą eksperymentów rozpraszania, ponieważ stanowią one podstawowy punkt odniesienia w fizyce jądrowej do badania oddziaływań jądrowych i właściwości jąder. W tej pracy przedstawiono korelacje femtoskopowe K+−d oraz p−d mierzone przez kolaborację ALICE w zderzeniach proton-proton (pp) przy energii √s = 13 TeV w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Wykazano, że korelacje w przestrzeni pędu między deuteronami a kaonami lub protonami pozwalają badać układy trzech hadronów na odległościach porównywalnych z promieniem protonu. Analiza korelacji K+−d pokazuje, że względne odległości, na których powstają deuterony i protony lub kaony, wynoszą około 2 fm. Analiza korelacji p−d wykazuje, że dane można wyjaśnić jedynie pełnym obliczeniem trójciałowym, które uwzględnia wewnętrzną strukturę deuteronu. W szczególności pokazano, że obserwowana korelacja jest czuła na krótkozasięgową część oddziaływania. Wyniki te wskazują, że badanie korelacji z udziałem lekkich jąder w zderzeniach pp na LHC pozwoli również uzyskać informacje o dowolnych układach trójciałowych w sektorach dziwnym (strange) i charm.

Artykuł:

Physical Review X

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jan Dubiński, Łukasz Graczykowski, Katarzyna Gwiździel, Monika Jakubowska, Małgorzata Janik, Przemysław Karczmarczyk, Maja Karwowska, Adam Kisiel, Georgy Kornakov, Shirajum Monira, Julian Myrcha, Janusz Oleniacz, Przemysław Rokita, Krystian Rosłon, Tomasz Trzciński 

Segregation, ordering, and precipitation in WTaV-based concentrated refractory alloys

Niskoaktywacyjne stopy o wysokiej entropii na bazie wolframu są potencjalnymi kandydatami do zastosowania w reaktorach fuzyjnych nowej generacji ze względu na ich wyjątkową odporność na promieniowanie, obciążenia cieplne oraz naprężenia. Opracowujemy dokładny i wydajny, uczony maszynowo potencjał międzyatomowy dla układu W–Ta–Cr–V i wykorzystujemy go w hybrydowych symulacjach Monte Carlo i dynamiki molekularnej do badania uporządkowania oraz segregacji do wszystkich powszechnych typów defektów w stopie WTaCrV. Uzyskane przewidywania porównujemy z analizą segregacji i wytrąceń przeprowadzoną metodą tomografii sondy atomowej w cienkich warstwach WTaCrV. Uwzględniając dodatkowo dwa inne stopy, WTaV oraz MoNbTaVW, jesteśmy w stanie sformułować ogólne wnioski dotyczące preferowanej segregacji w stopach ogniotrwałych oraz przyczyn tego zjawiska, co dostarcza wskazówek do projektowania przyszłych stopów i pozwala lepiej wyjaśnić obserwacje eksperymentalne. Wykazujemy, że obserwowane eksperymentalnie wytrącenia CrV w stopie WTaCrV tworzą półkoherentne granice międzyfazowe typu BCC–BCC z otaczającą osnową, ponieważ wytrącenia w pełni koherentne nie są termodynamicznie stabilne z powodu nadmiernego niedopasowania parametrów sieci. Przewidywania uzyskane z symulacji są w dobrej zgodności zarówno z wynikami naszej analizy tomografii sondy atomowej, jak i z wcześniejszymi obserwacjami eksperymentalnymi.

Artykuł:

Acta Materialia

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Damian Sobieraj, Jan Wróbel 

Thermodynamic assessment of the quaternary WTaCrV refractory high entropy alloy as a means to guide experimental approaches

Stopy o wysokiej entropii (HEA) są badane jako materiały potencjalnie odporne na promieniowanie; w niektórych składach wykazują one dobrą odporność na tworzenie się klastrów defektów. Jednym z takich układów jest WTaCrV, jednak dotychczas jedynie jeden skład został eksperymentalnie przebadany pod kątem napromieniania jonami i wykazał on rozkład fazowy w niskiej temperaturze. W niniejszej pracy systematycznie badamy właściwości termodynamiczne całej czwórnikowej przestrzeni składu. Wykorzystując połączenie obliczeń ab initio, metody rozwinięcia klastrowego oraz symulacji Monte Carlo, uzyskujemy zależne od temperatury funkcjonały energii swobodnej, parametry uporządkowania krótkiego zasięgu oraz konfiguracje atomowe, które mogą być bezpośrednio porównane z obserwacjami eksperymentalnymi. Dane te posłużyły następnie do skonstruowania mapy stabilności fazowej oraz baz danych termodynamicznych (TDB), ilustrujących stabilność fazy o sieci centrowanej w ciele (BCC) w całej przestrzeni składu. Nasze wyniki identyfikują obszary składu, które są mniej podatne na separację fazową w niskich temperaturach. Uzyskane wnioski dostarczają predykcyjnych wskazówek przy wyborze składów o większym prawdopodobieństwie zachowania jednofazowego roztworu stałego, co zostało przez nas potwierdzone wynikami eksperymentalnymi.

Artykuł:

Acta Materialia

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jan Wróbel

District Heating in Lomża – How a Polish City responded to EU Energy Measures towards Decarbonisation of Economy

Artykuł podejmuje istotne zagadnienia dekarbonizacji systemów ciepłowniczych (DH) oraz związanej z tym rzeczywistej efektywności energetycznej ciepłownictwa. Wykazuje, że analiza kilkuset budynków poddanych termomodernizacji w Polsce wskazuje jedynie marginalny wzrost efektywności energetycznej. Badania eksperymentalne dowodzą, że przyczyną tego stanu rzeczy jest często brak regulacji sieci centralnego ogrzewania oraz jej przewymiarowanie.  W pracy zaproponowano nową metodologię / mapę drogową, skoncentrowaną na modernizacji i regulacji węzłów cieplnych oraz jednoczesnej poprawy rzeczywistej efektywności energetycznej całego  systemu ciepłowniczego, a następnie na wdrażaniu niskoemisyjnych źródeł ciepła (w tym ciepła odpadowego) oraz rozwiązań cyfrowych (monitoringu i modelowania). 

Jako studium przypadku wykorzystano system ciepłowniczy (DHS) w Łomży, reprezentujący typowy wschodnioeuropejski system ciepłowniczy. W artykule przedstawiono oraz przeanalizowano wyniki eksperymentu przeprowadzonego w skali całego systemu ciepłowniczego w Łomży. Wykazano m.in., że zastosowana metodologia umożliwiła obniżenie temperatury zasilania w całym systemie z 121 do 96°C, co doprowadziło do zmniejszenia strat ciepła, a w konsekwencji do redukcji zużycia węgla i emisji CO₂ (do 30%), a także do zwiększenia efektywności przekazywania ciepła w budynkach, poprawy stabilności hydraulicznej sieci oraz polepszenia warunków pracy układów mieszających w elektrociepłowni (CHP) i ciepłowni.

Artykuł:

Energy

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Mieczysław Henryk Dzierzgowski

Integrating Museum Narratives in the Adaptation of Post-Industrial Heritage to Multifunctional Buildings in Warsaw, Poland

W ostatnich latach w Warszawie obserwuje się rozwój licznych wielofunkcyjnych kompleksów powstających na terenach dawnych zakładów przemysłowych. Inwestycje te wykorzystują relikty historycznej architektury industrialnej, świadomie odwołując się do przemysłowej przeszłości tych miejsc. Pomimo silnej presji inwestycyjnej, wysokich cen gruntów oraz rosnących kosztów realizacji, coraz większa liczba inwestorów dostrzega znaczenie zachowania fragmentów, a niekiedy nawet całych zespołów, dawnej zabudowy poprzemysłowej. Artykuł analizuje trzy kluczowe projekty rewitalizacji terenów poprzemysłowych w Warszawie, które w udany sposób łączą współczesne rozwiązania architektoniczne z pamięcią o historycznych funkcjach przemysłowych tych obszarów. Każdy z omawianych przykładów ukazuje, w jaki sposób nowoczesna architektura może współistnieć z substancją historyczną, tworząc przestrzenie respektujące dziedzictwo miejsca, a jednocześnie odpowiadające na potrzeby współczesnego życia miejskiego. Zrewitalizowane obszary pełnią nie tylko funkcje mieszkaniowe, komercyjne i kulturalne, lecz także stanowią swoiste „żywe pomniki” dziedzictwa przemysłowego miasta. Tym samym przyczyniają się do przekształcania krajobrazu urbanistycznego Warszawy, inicjując wartościowy dialog pomiędzy historią a nowoczesnością.

Artykuł:

Muzeologia a Kulturne Dedicstvo

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Maria Arno