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.

Adaptive Reuse of Roman Catholic Churches: Good Practice and Viable Solutions for Converting Sacred Spaces

Książka analizuje adaptacyjne przekształcanie kościołów rzymskokatolickich na podstawie dwudziestu pięciu studiów przypadku z Polski, Niemiec, Niderlandów i Belgii. Podejmuje złożoną problematykę styku teologii, ochrony dziedzictwa oraz współczesnych potrzeb społecznych, ukazując, w jaki sposób przestrzenie sakralne mogą zyskiwać nowe, świeckie funkcje, przy jednoczesnym zachowaniu ich duchowego, historycznego i kulturowego znaczenia.

Łącząc perspektywy historyczne, teologiczne, architektoniczne oraz prawno-instytucjonalne, autorka śledzi ewolucję zjawiska ponownego wykorzystania kościołów, analizuje skutki sekularyzacji oraz etyczną odpowiedzialność architektów, a także omawia zasady konserwatorskie kształtujące zarządzanie dziedzictwem sakralnym. Refleksje teologiczne dotyczą symboliki przestrzeni kościelnej, prawa kanonicznego, procedury profanacji oraz wytycznych episkopatów w wybranych krajach. Porównawcze profile narodowe obejmują analizę demografii religijnej, infrastruktury kościelnej oraz modeli zarządzania nieruchomościami. Studia przypadku prezentują różnorodne modele adaptacji – od zachowania ciągłości funkcji liturgicznej po radykalne transformacje – w kontekstach kulturowych, społecznych, komercyjnych, mieszkaniowych i międzyreligijnych. Wnioski syntetyzują wyniki badań, proponując strategie równoważące ochronę dziedzictwa z aktualnymi potrzebami funkcjonalnymi.

Publikacja skierowana jest do architektów, historyków, teoretyków sztuki, badaczy architektury, konserwatorów zabytków, duchownych oraz zarządców obiektów sakralnych, a także do wszystkich osób zainteresowanych przyszłością architektury sakralnej. Książka ma charakter wielowarstwowy i interdyscyplinarny.

Książka:

Adaptive Reuse of Roman Catholic Churches: Good Practice and Viable Solutions for Converting Sacred Spaces

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Maria Arno

An energy-efficient torque optimization strategy with field weakening for a state feedback controller with synchronous reluctance motor drive

W przemyśle obserwuje się trend rozwoju układów napędowych z silnikami synchronicznymi reluktancyjnymi (SynRM), wynikający z ich prostej i wytrzymałej konstrukcji oraz braku wykorzystania pierwiastków ziem rzadkich (REE). Maszyny te charakteryzują się wysoką sprawnością i są wykonane z łatwo dostępnych materiałów. Opracowanie energooszczędnej strategii sterowania nie jest zadaniem trywialnym ze względu na zjawisko nasycenia magnetycznego. Bardzo dobre własności dynamiczne układu napędowego można uzyskać poprzez zastosowanie ograniczonego sterownika ze sprzężeniem zwrotnym od pełnego wektora stanu (state feedback controller, SFC). Jednak taka struktura nie pozwala na wykorzystanie klasycznych strategii maksymalizacji momentu elektromagnetycznego, co prowadzi do obniżonej sprawności. W związku z tym konieczne jest opracowanie dedykowanej strategii maksymalizacji momentu dla układów sterowania prędkością kątową opartych na SFC, umożliwiającej pracę energooszczędną. W niniejszej pracy zaproponowano oryginalną strategię maksymalizacji momentu dla napędu SynRM w strukturze SFC. Zapewnienie pracy przy maksymalnym momencie realizowane jest poprzez zastosowanie dedykowanego modułu maksymalizacji momentu (torque maximization unit, TMU), obejmującego strategię maksymalnego momentu na amper (maximum torque per ampere, MTPA) oraz osłabianie pola (field weakening, FW). Strategia MTPA opiera się na trajektorii wyznaczonej offline na podstawie modelu maszyny i zaimplementowanej z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej trenowanej offline, natomiast strategia FW bazuje na podejściu niezależnym od parametrów maszyny z wykorzystaniem przesunięcia fazy prądu (current phase shifting, CPS). Odporność metody CPS została potwierdzona analitycznie na podstawie analizy małosygnałowej. Wyniki eksperymentalne potwierdzają energooszczędną i stabilną pracę układu zarówno w trybie MTPA, jak i FW. Zaproponowana struktura SFC–TMU została porównana ze stanem techniki w postaci kaskadowej struktury sterowania polowo-zorientowanego (field-oriented control, FOC) opartej na tablicach look-up (lookup table, LUT) w strukturze sterowania kaskadowego (cascade control structure, CCS). Uzyskana trajektoria maksymalizacji momentu jest prawidłowo śledzona i wykazuje wyższą sprawność, przewyższając klasyczną strategię FOC-CCS opartą na tablicach LUT.

Artykuł:

IEEE Transactions on Transportation Electrification

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Lech Grzesiak, Michał Gierczyński

Precision Measurement of Net-Proton-Number Fluctuations in Au+Au Collisions at RHIC

Przedstawiamy precyzyjne pomiary kumulantów rozkładów liczby protonów i antyprotonów do czwartego rzędu w zderzeniach Au+Au, dla energii w układzie środka masy √𝑠𝑁𝑁 = 7,7–27 GeV, uzyskane w ramach drugiej fazy programu Beam Energy Scan realizowanego w RHIC. Protony i antyprotony są wybierane w obszarze średnich pospieszności (|𝑦| < 0,5) oraz w zakresie poprzecznego pędu 0,4 < 𝑝𝑇 < 2,0 GeV/𝑐. W porównaniu z różnymi obliczeniami modelowymi nieuwzględniającymi istnienia punktu krytycznego oraz z danymi dla zderzeń peryferyjnych (70%–80%), pomiar stosunku 𝐶₄/𝐶₂ dla liczby protonów i antyprotonów  w najbardziej centralnych zderzeniach (0%–5%) wykazuje minimum w okolicach energii 19,6 GeV, przy istotności odchylenia na poziomie około 2–5𝜎. Zmierzone minimum w stosunku 𝐶₄/𝐶₂ względem trendu nieprzewidującego istnienia punktu krytycznego  jest interpretowane jako potencjalna sygnatura przejścia fazowego  na diagramie fazowym QCD. Ponadto, odchylenia od niekrytycznych wartości odniesienia w tym samym zakresie energii zderzeń obserwuje się również w ilorazach innych kumulantów protonów i antyprotonów. W celu pełnego zrozumienia tych precyzyjnych pomiarów konieczne są obliczenia w ramach modeli dynamicznych uwzględniających obecność punktu krytycznego.

Artykuł:

Physical Review Letters

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Daniel Kikoła, Daniel Wielanek, Jan Pluta, Hanna Zbroszczyk, Diana Pawłowska-Szymańska, Jędrzej Kołaś, Srikanta Kumar Tripathy, Priyanka Roy Chowdhury

Dyscyplina:

Measurement of In-Medium Jet Modification Using Direct Photon+Jet and 𝜋0+Jet Correlations in 𝑝 +𝑝 and Central Au+Au Collisions at √𝑠𝑁⁢𝑁 =200  GeV

Kolaboracja STAR przedstawia pomiary rozkładów skolimowanych strumieni naładowanych cząstek - dżetów, które odbijają się od energetycznych fotonów bezpośrednich i neutralnych pionów w zderzeniach proton–proton (𝑝+𝑝) oraz centralnych zderzeniach złoto–złoto (Au+Au) przy energii √𝑠𝑁𝑁 = 200 GeV, obejmując szeroki zakres kinematyczny, dla parametrów rozmiarów dżetów 𝑅 = 0,2 i 0,5. Zaobserwowano, że tłumienie (hamowanie) liczby dżetów wywołane przez ośrodek jest większe dla 𝑅 = 0,2 niż dla 0,5, co odzwierciedla kątowy zakres redystrybucji energii dżetu w wyniku tłumienia. Predykcje modeli uwzględniających tłumienie energii dżetów nie są w pełni zgodne z obserwacjami eksperymentalnymi. Wyniki te dostarczają nowych informacji na temat fizycznych mechanizmów odpowiedzialnych za tłumienie energii dżetów w gorącym i gęstym ośrodku powstającym w zderzeniach ciężkich jonów.

Artykuł:

Physical Review Letters

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Daniel Kikoła, Daniel Wielanek, Jan Pluta, Hanna Zbroszczyk, Diana Pawłowska-Szymańska, Jędrzej Kołaś, Debasish Mallick, Srikanta Kumar Tripathy, Priyanka Roy Chowdhury

Dyscyplina:

Onset of Constituent Quark Number Scaling in Heavy-Ion Collisions at RHIC

Kolektywność partonów jest jednym z niezbędnych sygnatur do powstania plazmy kwarkowo-gluonowej w zderzeniach jądrowych o wysokiej energii. Zaobserwowano skalowanie liczby kwarków (NCQ) dla eliptycznego przepływu hadronów v₂ w zderzeniach jądrowych o najwyższej energii w Relativistic Heavy Ion Collider oraz w LHC, przewidywania teoretyczne sugerują, że stanowi to silny dowód zjawiska kolektywności. W niniejszym artykule przedstawiono systematyczną analizę v₂ dla π±, K±, K⁰_s, p, oraz Λ w zderzeniach Au+Au przy √s_NN = 3,2, 3,5, 3,9 i 4,5 GeV, przeprowadzonych w eksperymencie STAR w Relativistic Heavy Ion Collider. Skalowanie NCQ jest wyraźnie naruszone przy energii 3,2 GeV, co jest zgodne z równaniem stanu opisującym stany partonów związanych w hadrony.   Jednakże, wraz ze wzrostem energii zderzeń, obserwuje się stopniową ewolucję w kierunku skalowania NCQ. Ta zależność v₂ od energii wiązki dla wszystkich badanych hadronów dostarcza dowodów na pojawienie się dominujących oddziaływań partonowych przy energii √s_NN = 4,5 GeV.

Artykuł:

Physical Review Letters

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Daniel Kikoła, Daniel Wielanek, Jan Pluta, Hanna Zbroszczyk, Diana Pawłowska-Szymańska, Jędrzej Kołaś, Srikanta Kumar Tripathy, Priyanka Roy Chowdhury

Dyscyplina:

Highly sensitive bi-layer interferometer on an optical fiber tip for label-free biosensing purposes

W niniejszej pracy przedstawiono kompaktowy czujnik światłowodowy oparty na dwóch przezroczystych cienkich warstwach (układ dwuwarstwowy) osadzonych na czole światłowodu jednomodowego, w którym warstwa wewnętrzna i zewnętrzna pełnią odpowiednio funkcję reflektora dielektrycznego oraz wnęki interferometru Fabry’ego–Perota. W szczególności omówiono wpływ właściwości reflektora z punktu widzenia zastosowań w czujnikach współczynnika załamania oraz biosensorach bez znaczników (label-free). Rozszerzona analiza numeryczna odpowiedzi widmowej układu dwuwarstwowego wykazała istnienie optymalnych właściwości reflektora dla interferencji niskiego rzędu oraz detekcji w dowolnie wybranym zakresie widmowym. Wybrane wyniki numeryczne zweryfikowano eksperymentalnie z wykorzystaniem warstw tlenku hafnu (HfO₂) oraz tlenku krzemu (SiO₂), osadzonych odpowiednio jako reflektor i wnęka. Dla odpowiednio zaprojektowanego reflektora możliwe jest uzyskanie dobrze zdefiniowanego spektralnie minimum interferencyjnego w widmie odbiciowym. Śledzenie jego długości fali zapewnia czułość na zmiany grubości wnęki SiO₂ przekraczającą 5,6 nm/nm. Wysoka czułość oraz niewielkie rozmiary czujnika (125 µm średnicy czoła) stanowią istotne zalety w zastosowaniach biosensorycznych, zwłaszcza w przypadku małych receptorów lub analitów. W celu potwierdzenia funkcjonalności podejścia w detekcji bez znaczników, powierzchnię czujnika sfunkcjonalizowano aptamerami DNA i z powodzeniem wykorzystano do wykrywania małych analitów, takich jak wybrane jony metali ciężkich, przy granicach detekcji niższych niż wartości wskazywane przez Światową Organizację Zdrowia dla wody pitnej. Opracowana technologia ma charakter uniwersalny zarówno pod względem materiałowym, jak i aplikacyjnym. Umożliwia niskokosztową produkcję masową elastycznych i wysoce czułych czujników oraz biosensorów bez znaczników.

Artykuł:

Measurement

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Monika Janik, Mateusz Jakub Śmietana, Agnieszka Martychowiec, Norbert Kwietniewski, Sławomir Szostak

Spatial resolution-enhanced electrical capacitance tomography using 32-electrode sensor and neural network training based on synthetic data

Niska rozdzielczość przestrzenna obrazów od lat pozostaje jednym z głównych ograniczeń elektrycznej tomografii pojemnościowej. Jednym ze sposobów jej poprawy jest zwiększenie liczby elektrod w czujniku, co pozwala na gęstsze próbkowanie przestrzenne. Takie podejście ma jednak również istotną wadę: mniejsze elektrody oznaczają niższą pojemność międzyelektrodową, a w konsekwencji pogorszenie stosunku sygnału do szumu.

W artykule przedstawiono metodę poprawy rozdzielczości przestrzennej z wykorzystaniem jednorzędowego czujnika z 32 elektrodami oraz rekonstrukcji obrazów opartej na uczeniu maszynowym. Do rozwiązania problemu odwrotnego zastosowano sieć neuronową z warstwami w pełni połączonymi, której architekturę dobrano heurystycznie i wytrenowano na syntetycznym zbiorze danych. Wyniki oceniono zarówno dla danych symulowanych numerycznie, jak i dla rzeczywistych pomiarów. W układzie pomiarowym zastosowano rozwiązania umożliwiające pomiar pojemności rzędu pojedynczych femtofaradów przy wysokim stosunku sygnału do szumu. Do oceny rozdzielczości przestrzennej wykorzystano specjalnie przygotowane obiekty testowe, opracowane na potrzeby wyznaczania funkcji przenoszenia modulacji (MTF). Badania wykazały, że zwiększenie liczby elektrod do 32 w jednorzędowym czujniku prowadzi do poprawy rozdzielczości przestrzennej obrazów, pod warunkiem zapewnienia odpowiednio wysokiego stosunku sygnału do szumu.

Wyniki potwierdziły również, że sieć neuronowa wytrenowana na danych syntetycznych może być skutecznie stosowana do rekonstrukcji obrazów na podstawie rzeczywistych danych pomiarowych. Co szczególnie istotne, w obrazach uzyskanych z rzeczywistych pomiarów udało się wyraźnie rozróżnić pięć obiektów ułożonych w jednym rzędzie. Według wiedzy autorów odpowiada to najlepszej dotąd osiągniętej rozdzielczości przestrzennej w elektrycznej tomografii pojemnościowej.

Artykuł:

Measurement

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik, Damian Wanta, Mikhail Ivanenko, Mateusz Midura

Fe-modeling of temperature evolutions of the brake disc measured using thermocouples

Numeryczne i analityczne obliczenia temperatury w układach hamulcowych są zazwyczaj weryfikowane na podstawie danych uzyskanych z pomiarów przy użyciu termopar. W przypadku stosowania termopar wbudowanych w tarczę hamulcową, ze względu na wysoką złożoność modelu, przyjmuje się, że rozpatrywany obszar jest ciałem stałym, pozbawionym niejednorodności spowodowanych obecnością otworów, przewodów lub materiału łączącego termoparę z badaną częścią tarczy. Jak wykazało wiele badań, obliczenia i dane eksperymentalne wykazują dobrą zgodność nawet przy bardzo długich czasach hamowania, ale jedynie przy uwzględnieniu średniej temperatury z pewnej liczby punktów. Wyznaczenie temperatury odpowiadającej odczytom poszczególnych termopar umieszczonych w tarczy hamulcowej staje się trudne lub wręcz niemożliwe. W artykule zaproponowano trójwymiarowy termomechaniczny model kontaktowy tarczy hamulcowej kolejowego hamulca tarczowego z wbudowanymi w powierzchnię roboczą tarczy termoparami na określonej głębokości. Model obejmuje pełną rotację geometrii i siatki tarczy hamulcowej wraz z piastą i termoparami. Uwzględniono również usuwanie materiału klocka hamulcowego wskutek zużycia. Dane do obliczeń w postaci zmiennego w czasie współczynnika tarcia, prędkości oraz siły normalnej działającej na klocki hamulcowe zostały dostosowane na podstawie pomiarów przeprowadzonych na stanowisku doświadczalnym w skali pełnowymiarowej. Stwierdzono, że uwzględnienie w modelu termopar jako odrębnych obiektów w porównaniu do przypadku bez termopar pozwala na wyznaczenie przebiegów temperatury tarczy hamulcowej zgodnych z danymi z eksperymentu.

Artykuł:

Measurement

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Jacek Kukulski

enhancer3D: 3D chromatin structures and enhancer-promoter distance profiles for archaic and modern human genomes

Przestrzenne interakcje pomiędzy enhancerami a promotorami (E–P) stanowią fundamentalny mechanizm regulacji aktywności genów. Zrozumienie ich ewolucji, zwłaszcza w kontekście różnic i unikalnych cech człowieka, pozostaje istotnym wyzwaniem. W odpowiedzi na tę potrzebę, prezentujemy enhancer3D – pierwszą, według naszej wiedzy, ogólnodostępną bazę danych gromadzącą zestawy trójwymiarowych modeli chromatyny dla genomów archaicznych (neandertalczyków, denisowian) oraz współczesnych ludzi. enhancer3D umożliwia porównawczą analizę profili przestrzennych odległości E–P zarówno pomiędzy różnymi liniami ewolucyjnymi, jak i pomiędzy kluczowymi liniami komórkowymi człowieka (GM12878, HFFc6, H1-ESC). Platforma ta ułatwia nowe badania nad tym, jak warianty strukturalne i zmiany ewolucyjne wpływają na regulację genów poprzez modyfikacje trójwymiarowej konformacji chromatyny. Baza oferuje intuicyjny interfejs internetowy z wbudowanymi narzędziami wizualizacyjnymi, w tym zintegrowaną przeglądarką genomową IGV oraz modułem NGL do interaktywnej eksploracji modeli 3D. Wszystkie modele i zbiory danych są dostępne bezpłatnie pod adresem: https://3dgnome.mini.pw.edu.pl/enhancer3D/.

Artykuł:

Nucleic Acids Research

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Michał Własnowolski

Neural Network-Based Approximation of Continuous Control Set MPC for the Primary Control of DERs in AC Microgrids

W artykule przedstawiono projekt oraz walidację funkcjonalną aproksymatorów opartych na głębokich sieciach neuronowych, służących do odwzorowania polityki sterowania w ograniczonym sterowaniu predykcyjnym, zastosowanym do jednostki zasobów energii rozproszonych pracującej w trybie wsparcia sieci w mikrogridzie prądu przemiennego. Schemat sterowania opiera się na klasycznej architekturze kaskadowej, obejmującej pętlę sterowania zerowego poziomu, regulującą napięcie wyjściowe DER, oraz pętlę sterowania nadrzędnego, odpowiedzialną za bilansowanie podaży i zapotrzebowania na moc. Symulacje wykazują, że polityka sterowania aproksymowana za pomocą sieci neuronowych osiąga wydajność funkcjonalną równoważną klasycznej, niejawnej postaci MPC. Ponadto czas obliczeń sieci neuronowych skaluje się korzystniej w przypadku problemów optymalizacyjnych o wysokiej wymiarowości w porównaniu z tradycyjnymi solverami iteracyjnymi. Walidację eksperymentalną przeprowadzono na laboratoryjnym stanowisku badawczym z wykorzystaniem platformy sterującej dSPACE MicroLabBox. Aby spełnić wymagania dotyczące czasu wykonania przy docelowym okresie sterowania 200 µs, klasyczna postać niejawna MPC wymaga uproszczenia ograniczeń, co redukuje maksymalne napięcie sterujące oraz skraca horyzont predykcji. W przeciwieństwie do tego podejście oparte na sieciach neuronowych umożliwia zastosowanie bardziej złożonych zbiorów ograniczeń oraz wydłużenie horyzontu predykcji, co pozwala na pełniejsze wykorzystanie zmiennego napięcia falownika.

Artykuł:

IEEE Transactions on Smart Grid

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Dave Figueroa

Hybrid MOF+COF modified PVDF membranes for enhanced microfiltration of pharmaceutical contaminants

Jednym z kluczowych kierunków w rozwoju procesów membranowych jest poszukiwanie nowych materiałów oraz modyfikacja powszechnie stosowanych membran. Projektowanie struktur membranowych o programowalnych właściwościach zwiększa wydajność procesów oraz rozszerza ich potencjalne zastosowania. W niniejszym badaniu zastosowano hybrydowe struktury MOF + COF (metal organic framework + covalent organic framework) do modyfikacji mikrofiltracyjnych membran z polifluorku winylidenu (PVDF). Związki te charakteryzują się wysoko rozwiniętą strukturą i dużą powierzchnią właściwą, co odpowiada za doskonałe właściwości adsorpcyjne. Takie modyfikacje mogą poprawić usuwanie zanieczyszczeń organicznych, w tym leków i produktów higieny osobistej z wody, w trakcie procesu mikrofiltracji. Celem badań była ocena wpływu modyfikacji strukturami MOF + COF na właściwości powierzchniowe i użytkowe membran PVDF oraz określenie ich potencjału w usuwaniu substancji farmaceutycznych z wody. Do modyfikacji membran zastosowano strukturę ZIF-8+TpPa syntezowaną we własnym laboratorium. Jako modelowy związek farmaceutyczny wybrano tetracyklinę. Właściwości powierzchniowe i strukturalne otrzymanych materiałów analizowano za pomocą FTIR, XRD oraz pomiarów kąta zwilżania. Wydajność filtracji oceniano w standardowym układzie mikrofiltracyjnym dla różnych warunkach pracy: dla temperatury nadawy 25°C, 30°C i 40°C oraz dla ciśnieniach nadawy 0,5, 1 i 1,5 bar. Analizy strukturalne potwierdziły skuteczną syntezę hybryd ZIF-8+TpPa i ich inkorporację na powierzchni membrany. Filtracja w przepływie krzyżowo-prądowym wykazała, że masa usuniętej tetracykliny wzrosła z 742,9 mg/m2 dla membran niemodyfikowanych do 1222,4 mg/m2 dla membran zmodyfikowanych. Wyższe ciśnienie zasilania zwiększało efektywność usuwania, natomiast wpływ temperatury był nieliniowy i zaobserwowano spadek efektywności przy 40˚C w porównaniu do 25˚C i 30˚C.

Artykuł:

Water Resources and Industry

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Daniel Polak, Maciej Szwast

Dyscyplina:

Local structure and lithium transport in Zr- and Hf-Doped LiTa2PO8 ceramics

Fosforan tantalowo-litowy (LiTa₂PO₈) jest obecnie jednym z najbardziej obiecujących materiałów ceramicznych do zastosowania jako elektrolit stały w nowej generacji baterii litowo-jonowych. Struktura krystaliczna LiTa₂PO₈ może być modyfikowana poprzez domieszkowanie w celu zwiększenia przewodności elektrycznej. W pracy badano wpływ podstawienia części atomów tantalu atomami hafnu lub cyrkonu na lokalną strukturę w układach Li₁₊ₓTa₁₋ₓMₓPO₈ (M = Hf lub Zr). Kompleksowe badania struktury krystalicznej przeprowadzono za pomocą metod: dyfrakcji neutronów, spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego w fazie stałej (MAS NMR) oraz spektroskopii Ramana. Wykonano również obrazowanie mikrostruktury ceramik oraz pomiary elektryczne. 

W pracy wykazano, że w badanych układach rozpuszczalność hafnu i cyrkonu jest ograniczona do x = 0,05. Precyzyjna analiza strukturalna próbek o składzie x = 0,05 pokazała, że jony litu są rozmieszczone w czterech pięciokoordynacyjnych pozycjach, które łączą się, tworząc kanały dyfuzji w kierunku krystalograficznym ⟨001⟩. Analiza danych dyfrakcyjnych wskazała na subtelne różnice w rozmieszczeniu jonów litu w zależności od domieszki, tzn. materiał domieszkowany hafnem wykazywał bardziej dwuwymiarowy charakter przewodnictwa jonowego. 

Pomimo różnic strukturalnych, przewodności jonowe oraz energie aktywacji dla obu materiałów są bardzo zbliżone; w temperaturze pokojowej wartości przewodności wynoszą odpowiednio 0,9 × 10⁻³ S·cm⁻¹ (przewodność całkowita) oraz 1,6 × 10⁻³ S·cm⁻¹ (przewodność wnętrz ziaren). Należy zaznaczyć, że osiągnięta przewodność wnętrz ziaren jest szczególnie wysoka w porównaniu z innymi tlenkowymi przewodnikami jonów litu. W pracy wskazano również na przesłanki świadczące o klastrowaniu się jonów litu, co może sugerować ich skoordynowany ruch w trakcie procesu przewodzenia.

Artykuł:

Acta Materialia

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Wioleta Ślubowska-Walkusz, Klaudia Pachulska, Cezariusz Jastrzębski, Agnieszka Krawczyńska, Konrad Kwatek