Instytut Podstawowych Problemów Techniki
Polskiej Akademii Nauk

Działalność naukowa




Podziel się artykułem:

Wybrane osiągnięcia w liczbach

(trzy ostatnie lata)

1193 667 37 13 7
PUBLIKACJE OGÓŁEM PUBLIKACJE W WIODĄCYCH CZASOPISMACH PATENTY
i PRAWA OCHRONNE
DOKTORATY
W IPPT PAN
HABILITACJE
W IPPT PAN
1193 667
PUBLIKACJE OGÓŁEM PUBLIKACJE W WIODĄCYCH CZASOPISMACH
37
PATENTY
i PRAWA OCHRONNE
13 7
DOKTORATY
W IPPT PAN
HABILITACJE
W IPPT PAN




Podziel się artykułem:



Podziel się artykułem:

Wysoko kwalifikowana kadra, bogate i wieloletnie doświadczenie zakładów naukowych Instytutu oraz ich intensywna internacjonalizacja są kluczem do sukcesów, które odnosi obecnie IPPT PAN. Wymiarem osiągniętych dokonań jest bardzo duża liczba publikacji w renomowanych czasopismach, długa lista patentów, projektów a także wiele nagród i wyróżnień otrzymanych przez naszych pracowników.

Instytut stwarza swoim naukowcom jak najlepsze warunki do prezentowania wyników badawczych podczas wielu seminariów i konferencji organizowanych w kraju i zagranicą. Dla nas oczywisty jest wpływ nauki i techniki na rozwój społeczno-gospodarczy kraju – zarówno przez bezpośrednie zastosowanie wyników badań, jak i w dłuższej perspektywie. Dlatego wyniki naszych pracowników prezentujemy bardzo szerokiemu gremium i poddajemy naukowej dyskusji, mającej na celu dochodzenie do najlepszych rozwiązań. Intensywna wymiana poglądów, ścieranie się argumentów badaczy z całego świata, otwartość na innowacje prowadzą do utrzymywania wysokiego poziomu merytorycznego a łączenie go z prowadzeniem Szkół Doktorskich i kształceniem doktorantów decyduje o wysokiej pozycji Instytutu.

PRZYKŁADY OSIĄGNIĘĆ

wybrane w 2023 roku sprawozdawczym

Przykłady wyników uzyskanych w ramach projektów/prac badawczych w 2023 roku

 

Przykład I

Uzyskano wysoką klasę wyników z zakresu mikromechaniki materiałów - plastyczność kryształów, własności sprężyste nanokryształów, naprężenia resztkowe w kompozytach, przemiany martenzytyczne w dwuwymiarowym zagadnieniu nano-indentacji. Opracowano metody badania tarcia w skali nano wraz z podaniem przykładowych wyników dla różnych par trących. Opracowanie nowego algorytmu numerycznego powstawania pasm deformacji w kryształach, po raz pierwszy w literaturze z niepotencjalnym modelem przyrostowym dla dużych deformacji plastycznych. Skuteczne wykorzystanie mikrotomografii komputerowej w budowie modeli numerycznych naprężeń resztkowych i przewodności cieplnej w materiałach FGM na bazie stopu aluminium AlSi. Zbudowanie nielokalnego modelu opisującego swobodne drgania poprzeczne mikro- i nanowspornikowych czujników masy z dowolną liczbą dołączonych cząstek. Po raz pierwszy w literaturze światowej uzyskano dla próbek NiTi poddanych skręcaniu poprawne odwzorowanie numeryczne pasm lokalizacji ułożonych wzdłuż osi próbki, obserwowanych doświadczalnie.

 

Przykład II

Opracowano matematyczny model nieswoistej obrony immunologicznej dokumentujący interakcje 5 modułów regulatorowych (1) kaskady sygnałowej aktywowanej obcym RNA (2) NF-kappaB (3) IRF3, (4) STAT1/2, (5) sygnalizacji interferonu. Model powstał na podstawie dużej serii badań eksperymentalnych przeprowadzonych na zaawansowanej aparaturze w Zakładzie Biosystemów i Miękkiej Materii. Skonstruowane modele obrony immunologicznej, zweryfikowane eksperymentalnie, mogą posłużyć do rozwoju terapii antywirusowych.

 

Przykłady najważniejszych w roku sprawozdawczym 2023 roku osiągnięć działalności naukowej Instytutu o znaczeniu ogólnospołecznym lub gospodarczym

 

Przykład I

Przeprowadzono prace wdrożeniowe dotyczące zastosowania kompozytu spiekanego Cr/Re/Al2O3 wytworzonego w laboratorium PZMK, jako materiału na gniazda zaworowe silnika spalinowego z instalacją LPG. Gniazda wydechowe z kompozytu Cr/Re/Al2O3 zamontowano w głowicy silnika samochodu FIAT Panda, który będzie poddany testom podczas normalnej eksploatacji w ruchu ulicznym.

Opracowanie metodologii wytwarzania nanostruktur węglowych modyfikowanych powierzchniowo do zastosowania jako wypełniacz w matrycach cementowych do zwiększenia wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych - otrzymane badania stały się podstawą dwóch zgłoszeń patentowych.

Opracowano głowicę ultradźwiękową o podwyższonej efektywności wykrywania wad w szynach kolejowych. Złożono patent: Podwójna głowica ultradźwiękowa fal podłużnych do wykrywania wad typu head checking, squat lub ich kombinacji w szynach kolejowych oraz sposób wykrywania wad w szynach kolejowych za pomocą tej głowicy, numer zgłoszenia: 445721.

 

Przykład II

Opracowano metodę zastosowania skanów tomografii komputerowej (obrazy CT) do wygenerowania trójwymiarowych obrazów zębów pacjenta i symulacji widoku korzenia zębowego, tj. zaimplementowano hologramy zębów z widoczną dokładną anatomią kanałów zębowych przeznaczonych do prezentacji w okularach mieszanej rzeczywistości HoloLens 2 firmy Microsoft. Okazało się, że zaproponowane rozwiązanie bazujące na mieszanej rzeczywistości można z powodzeniem stosować jako metodę uzupełniająca podejście tradycyjne. Dodatkowo, umożliwia ona skrócenie czasu zabiegu leczenia kanałowego nawet o 72,25% w zależności od złożoności przypadku i zwiększa jego skuteczność. Ponadto, opracowano i zaimplementowano rozwiązanie bazujące na rozszerzonej rzeczywistości jako narzędzie umożliwiające trójwymiarową obserwacje sali operacyjnej z dowolnej perspektywy przy braku zakłócania przebiegu zabiegu. Opracowano metodologię wykorzystania mieszanej rzeczywistości, SI i innych technologii w uczeniu zdalnym. Szczegółowy opis tych praktycznych osiągnięć o znaczeniu ogólnospołecznym przedstawiono w cyklu publikacji poruszającym wykorzystanie rozszerzonej rzeczywistości i Sztucznej Inteligencji w obszarze medycyny oraz edukacji medycznej.

Autorski program mentoringowy mający na celu przedstawienie młodzieży licealnej osiągnięć nauki oraz pomoc w wyborze kierunku studiów. Program wspiera także zdolną młodzież w zakresie zdobywania wiedzy bezpośrednio od naukowców, ma na celu przygotowanie młodzieży do aplikowania do konkursów krajowych i zagranicznych o charakterze naukowym, a także angażowanie młodzieży w badania naukowe celem pokazania zawodu naukowca, potencjału polskiej nauki, prezentację wyników badań, zachęcenie młodzieży do edukacji na kierunkach ścisłych w duchu inwestycji w przyszłe pokolenia

 

Przykłady ważniejszych zastosowań wyników badań naukowych lub prac rozwojowych w ostatnim okresie sprawozdawczym 2023 roku o znaczeniu społecznym (np. w zakresie ochrony zdrowia, ochrony środowiska  i dziedzictwa przyrodniczego, ochrony zabytków i dziedzictwa kulturowego, inne)  i gospodarczym (m.in. nowe technologie, wdrożenia, licencje); działania zwiększające innowacyjność, jeżeli zjawisko wystąpiło

 

Przykład I

Udowodniono, że właściwy dobór parametrów sonikacji i skanowania w procesie hipertermii, a także obecność nanocząstek magnetycznych prowadzi do znacznego skrócenia czasu trwania procedury ablacji litych guzów oraz do zmniejszenia mocy wiązki HIFU potrzebnej do wywołania ablacji, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo terapii. Uzyskane skane wyniki badań zostaną wykorzystane do badań przedklinicznych na małych zwierzętach (ablacja/hipertermia).

Opracowano metodę klasyfikacji obrazów biomedycznych na podstawie prostych opisów tekstowych związanych z wybranymi cechami danej patologii tkanki. Metoda wykorzystywała ChatGPT oraz modele VLM (vision-language models) to klasyfikacji obrazów biomedycznych na podstawie prostych opisów związanych z daną patologią tkanki.

Wytworzono funkcjonalne nanomateriały do aplikacji biomedycznych w szczególności chorób raka - celem diagnostyki i uwalniania leków oraz jako materiały protekcyjne przeciw promieniowaniu UV w postaci preparatu na skórę będącym alternatywą do komercyjnych preparatów z filtrem SPF.

 

Przykład II

Opracowano innowacyjny system dostarczania leków, który reagując na bodźce zewnętrzne typu pH czy temperatura, umożliwia niezależne dostarczanie dwóch różnych leków w określonych miejscach ciała ludzkiego. Opracowane systemy bazują na nanowłóknach typu Janus, formowanych metodą elektroprzędzenia. Ich cechą charakterystyczną jest takie usytuowanie obu składników materiałowych nanowłókna, że istnieje ich fizyczny kontakt z otoczeniem zewnętrznym. Stwarza to możliwość szybkiego reagowania na bodźce zewnętrzne, wyzwalające niezależne uwalnianie substancji leczących. Jest to jedna z istotnych cech różniących te systemy od układów formowanych współosiowo, w których kontakt z otoczeniem ma tylko warstwa zewnętrzna. W ramach prowadzonych prac dokonano starannego doboru warunków formowania nanowłókien typu Janus z subtelną analizą struktury, pozwalającą na ujawnienie specyficznego ułożenia obu składowych materiałowych nanowłókien. Poza badaniami strukturalnymi, istotną część prowadzonych prac stanowiły badania procesu uwalniania leków, zarówno w odpowiedzi na zmiany temperatury jak i pH. W przypadku uwalniania w odpowiedzi na zmianę temperatury, kluczowym parametrem jest temperatura zeszklenia użytych polimerów. W sytuacji, gdy nośnik polimerowy znajduje się w stanie szklistym (T < Tg), kapsułkowany lek praktycznie nie uwalnia się z powodu ograniczonej ruchliwości łańcuchów polimerowych. Uwalnianie następuje dopiero po osiągnięciu zwiększonej ruchliwości molekularnej po przekroczeniu temperatury zeszklenia. Poprzez odpowiedni dobór obu nośników polimerowych można osiągnąć zamierzone uwalnianie w różnych temperaturach obu substancji leczniczych. Z kolei w przypadku uwalniania w odpowiedzi na zmiany pH kluczowy jest taki dobór polimerów, aby wykazywały one rozpuszczalność zależną od pH. W badaniach prowadzonych w roku 2023 jako substancje lecznicze wykorzystano indometacynę (IMC) i chlorowodorek oktenidyny (OCT) jako substancje bakteriobójcze, zaś Eudragit E100 (EE) i polimetakrylan metylu (PMMA) jako nośniki polimerowe wrażliwe na pH i temperaturę. Uzyskane wyniki wykazały, że zaproponowane układy materiałowe spełniają oczekiwania jako nośniki użytych leków bakteriobójczych z odpowiednią kinetyką uwalniania w odpowiedzi na zmiany pH i temperatury. Badane właściwości antybakteryjnych włókien Janus przeciwko E. coli i S. aureus, testowane w teście zawiesinowym, były wyraźnie zależne od pH jako skutek selektywnego uwalniania substancji aktywnych. Biokompatybilność włókien Janus została potwierdzona w wybranych badaniach. Badania te były prowadzone w ramach projektu “Development of multi-stimuli responsive novel bi-compartmental nanofibrous membrane for dual drug synergistic co-delivery”, finansowanego w programie NAWA, NCBiR. W roku 2023 przyniosły one dwie publikacje oraz jedno zgłoszenie patentowe.

ARCHIWUM




Podziel się artykułem:
Kategoria A Plus

IPPT PAN

logo ippt            ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa
  +48 22 826 12 81 (centrala)
  +48 22 826 98 15
 

Znajdź nas

mapka
© Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk 2024