technika i technologia

W życiu codziennym człowiek zawsze wykorzystywał różne materiały. Początkowo były to materiały naturalne, łatwo dostępne. Z czasem nauczył się je przetwarzać, a także wytwarzać nowe. Potrzeba opracowania nowych materiałów, metod ich wytwarzania jest efektem rozwoju cywilizacji.
Istnieje powszechnie akceptowany podział materiałów na cztery podstawowe rodzaje: metale, polimery, ceramikę i kompozyty. Kompozyty stanowią odpowiedź na rosnące zapotrzebowanie na materiały o lepszych wskaźnikach konstrukcyjnych i eksploatacyjnych, a ponadto pozwalają na świadome kształtowanie pożądanych właściwości w stopniu niedostępnym w przypadku pozostałych rodzajów materiałów.

Nowoczesne kompozyty i nanokompozyty charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami, znacznie przewyższającymi cechy materiałów konwencjonalnych. Osiągnięcie takich właściwości wynika z możliwości zaprojektowania i stworzenia modelu materiału kompozytowego. Projektując nowy materiał mamy szerokie możliwości: doboru fazy składowej, ich ilości, postaci, ewentualnego ukierunkowania fazy wzmacniającej, jak również sterowania techniką ich otrzymywania. Pozwala to na synergetyczne wykorzystanie cech materiałów składowych. Obecnie materiały kompozytowe spotykamy wszędzie: w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, w astronautyce, w budownictwie, sporcie, medycynie, elektronice.

Celem niniejszego prezentacji będzie pokazanie dlaczego kompozyty są tak ważne i jakie możliwości dają inżynierom oraz nam samym w życiu codziennym (czyli od endoprotezy, implantu po tarcze hamulcowe).

Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej - PIB w ramach lekcji oferuje widowiskowe eksperymenty w obszarze ochrony przeciwpożarowej. Lekcja składa się z pięciu wydarzeń zawierających elementarne wprowadzenie teoretyczne i część praktyczną w formie pokazu lub eksperymentu z udziałem uczestników. Uczestnicy mają możliwość zapoznania się z nowymi tematami i interdyscyplinarnością badań związanych z zagrożeniami i bezpieczeństwem pracy strażaka. Przedstawiony zostanie sprzęt i urządzenia wykorzystywane na co dzień podczas działań ratowniczych przez jednostki ratowniczo-gaśnicze PSP i OSP.

Główne atrakcje tego wydarzenia to pokazy poligonowe i laboratoryjne:

• badania elektroakustyczne dźwiękowych systemów ostrzegawczych w komorze bezechowej
• sposób posługiwania się gaśnicą i pokaz gaszenia pożaru w zarodku
• wodne roztwory środków gaśniczych w szerokim spektrum pożarów i pokaz wytwarzania pianotwórczych środków gaśniczych i ich skuteczności
• budowa pojazdu pożarniczego i zamontowanego wyposażenia ratowniczego
• badanie statycznego kąta przechyłu bocznego pojazdu pożarniczego, pokazem zasięgu rzutu działka wodno-pianowego oraz prądownicy
• pokaz reakcji na ogień materiałów włókienniczych i mebli tapicerowanych
• oznaczenia parametrów wybuchowych pyłów palnych
• rozwoju pożaru w przestrzeni wypełnionej parami cieczy palnej

Na trasie trzy godzinnej wycieczki naukowej znajdą się laboratoria:

• Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki Pożarniczej
• Urządzeń i Środków Gaśniczych
• Technicznego Wyposażenia Jednostek Ochrony Przeciwpożarowej
• Procesów Spalania i Wybuchów

Zajęcia będą składać się z dwóch części – wykładu oraz części laboratoryjnej. W czasie wykładu zostaną omówione struktury uporządkowane (krystaliczne), które powstają w układach bardzo długich cząsteczek polimerowych. W ramach zajęć laboratoryjnych pokazane będą struktury wybranych polimerów, w tym również polimerów biodegradowalnych stosowanych w medycynie regeneracyjnej. Pierwszą z metod badawczych będzie mikroskopia optyczna w świetle spolaryzowanym, pozwalająca nie tylko uwidocznić  w pełnej krasie te bardzo małe i wewnętrznie zdefektowane, ale też i piękne obiekty, lecz również prowadzić pomiary takich struktur. Jako drugą metodę badań struktur krystalicznych pokażemy skaningową kalorymetrię różnicową, w której mierzone są niezwykle małe efekty cieplne związane z powstawaniem i topnieniem kryształów. Pokazany też będzie unikalny przyrząd, w którym możliwe jest jednoczesne prowadzenie obserwacji mikroskopowych i pomiarów kalorymetrycznych, co pozwala na uzyskanie w jednym eksperymencie informacji z obu tych metod badawczych.

Rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz wyczerpywanie się złóż surowców naturalnych stawiają przed współczesnym przemysłem coraz większe wyzwania, którym coraz trudniej sprostać. Zajęcia zaczniemy od zbudowania prostego silnika elektrycznego, aby lepiej zrozumieć zjawisko wytwarzania prądu elektrycznego. Następnie zajmiemy się źródłami energii oraz metodami jej przetwarzania, by ostatecznie przybliżyć budowę i zasadę działania nietypowego urządzenie, jakim jest silnik Stirlinga, a więc napędu, który być może zrewolucjonizuje energetykę odnawialną.

Wraz z rozwojem gospodarczym systemy klimatyzacji rozpowszechniły się w budynkach użyteczności publicznej oraz budownictwie mieszkaniowym. Jednym z procesów jaki zachodzi w trakcie przygotowania powietrza jest chłodzenie. W ramach zajęć uczestnicy poznają cztery sposoby uzyskiwania chłodu:

• tworzenie chłodu w układach sprężarkowych,
• uzyskiwanie chłodu z ciepła (urządzenia adsorpcyjne),
• uzyskiwanie chłodu w wyniku odparowania wody (układy typu DEC),
• uzyskiwanie chłodu z dźwięku (urządzenia termoakustyczne).

Uczestnicy będą mogli samodzielnie sterować parametrami prezentowanych urządzeń i obserwować, jak zmienia się ich praca.

Lekcja rozpocznie się prezentacją różnych sposobów utrwalenia truskawek. Uczniowie zapoznają się z najnowszą metodą suszenia stosowaną do produkowania żywności dla kosmonautów i będą mieli możliwość spróbowania kosmicznych truskawek.

Satelity umieszczone na orbicie wokół Ziemi pełnią ważną rolę w życiu współczesnego człowieka. To dzięki nim możemy odbierać programy telewizji satelitarnej, określić swoje położenie geograficzne i uzyskać pomoc wskazującą właściwą drogę do celu w czasie podróży (satelitarne systemy nawigacji), uzyskać różne informacje o powierzchni Ziemi, pomocne np. w obserwacjach wybranego obszaru (zdjęcia satelitarne) czy w przewidywaniu pogody (satelitarne systemy pogodowe).

W ramach prezentacji przedstawione zostaną podstawowe informacje o systemach satelitarnych: po jakich orbitach poruszają się satelity, jak realizowana jest łączność radiowa z między satelitą a Ziemią, jakie są zastosowania systemów satelitarnych, jak działają satelity wykorzystywane w systemach pogodowych i jakie informacje przesyłają na Ziemię.

W czasie pokazu przeprowadzone będą odbiory danych z satelitów pogodowych NOAA przelatujących nad Warszawą i obserwacja odebranych zdjęć Ziemi. 

Warsztaty mają na celu pokazanie procesu tworzenia mapy za pomocą oprogramowania GIS i darmowych danych.

Cechy użytkowe przedmiotów, którymi się posługujemy, zależą od właściwości materiałów, z których zostały wykonane, a te zależą od ich budowy (struktury), która jest kształtowana w procesie wytwarzania. Uczestnicy spotkań poznają techniki świadomego kształtowania struktury materiałów metalicznych, samodzielnie zajrzą w głąb ich struktury.

Inżynierowie zwykle unikają w swoich konstrukcjach jakichkolwiek objawów przepływów pulsujących, oscylujących. Istnieją jednak maszyny przepływowe wykorzystujące oscylujący przepływ. Z sukcesem wykorzystywane były jako urządzenia doładowujące silniki tłokowe (Comprex). Wykład poświęcony jest prezentacji zasad działania takich urządzeń i współczesnych projektów wykorzystujących przepływy nieustalone.

Poprowadzimy krótki wykład o silnikach odrzutowych (turbinowych i pulsacyjnych), w czasie którego omówimy zasady ich działania. W czasie prezentacji pokażemy, jak należy konstruować silniki odrzutowe. W trakcie pokazu planowane jest odpalenie silnika GTM 120 oraz silnika pulsacyjnego.

Robotyka jest aktualnie najbardziej dynamicznie rozwijającą się dziedziną nauki i przemysłu. Jej rozwój odbywa się również w dziedzinach pozaprzemysłowych związanych  z zaspokajaniem różnych potrzeb współczesnego człowieka. Dynamiczny rozwój nowych technologii, materiałów i w szczególności komputerów oraz informatyki spowodował znaczne rozszerzenie zakresu stosowalności robotów i rozciągnięcie go na wiele różnych dziedzin zarówno technicznych jak i pozaprzemysłowych. Mimo, że robotyka jest dziedziną stosunkowo młodą, jednak aktualnie rozwija się bardzo dynamicznie i w istotny sposób zmienia naszą rzeczywistość. W trakcie wykładu zostaną zaprezentowane nowoczesne rozwiązania robotów przeznaczone do wspomagania różnorodnych codziennych prac gospodarskich, wykorzystywane do pracy i zabawy, stosowane w medycynie, przeznaczone do pracy w kosmosie i na innych planetach, eksploracji wulkanów i wiele innych nowych zastosowań.

Wykład będzie obejmować omówienie zagadnień uszkodzeń więzadeł kolanowych i tkanki chrzęstnej. Zostaną zaprezentowane współczesne metody leczenia, ze szczególnym zwróceniem uwagi na regenerację z wykorzystaniem trójwymiarowych struktur polimerowych oraz termowrażliwych hydrożeli. Uczestnicy będą mogli obejrzeć jeden z procesów tworzenia takich struktur 3D- proces elektroprzędzenia- umożliwia on formowanie struktur niezwykle podobnych do włókien kolagenowych znajdujących się w ludzkich tkankach. Struktury żelowe zostaną przedstawione z wykorzystaniem naturalnych polimerów. Zaprezentowane zostaną również badania biologiczne w warunkach in-vitro w kierunku zastosowania struktur 3D w medycynie regeneracyjnej. (Popularyzacja 388/L-6/2014 NCBR, więcej na ligamed.ippt.pan.p oraz polybiolab.ippt.pan.pl)

W trakcie lekcji pokazowej uczestnicy poznają tradycyjne i niekonwencjonalne surowce olejarskie. Biorąc czynny udział w zajęciach uczniowie będą mogli wytłoczyć olej z takich surowców jak rzepak, len, lnianka i innych nietypowych oraz zapoznają się z podstawowym wyposażeniem technicznym niezbędnym do otrzymywania olejów. Podczas lekcji uczestnicy także przeprowadzą ocenę sensoryczną olejów oraz poznają możliwości zastosowania poszczególnych rodzajów olejów. W trakcie zajęć otrzymają informacje dotyczące wartości żywieniowej i jakości olejów.

W trakcie lekcji pokazowej uczestnicy poznają podstawowe surowce mięsno-tłuszczowe służące do produkcji parówek. Zapoznają się także z dodatkami stosowanymi w produkcji tego typu kiełbas. Biorą czynny udział w produkcji parówek w skali półtechnicznej, zapoznając się z podstawowym wyposażeniem technicznym niezbędnym w procesie produkcji kiełbas homogenizowanych (wilk, kuter, komora wędzarnicza). Wyprodukowane parówki uczestnicy poddają ocenie sensorycznej. W trakcie lekcji uczestnicy otrzymują informacje dotyczące mitów związanych z produkcją kiełbas np. dotyczących pochodzenia i jakości surowców oraz stosowanych dodatków funkcjonalnych.

Podczas pokazu będzie można zobaczyć roboty przemysłowe "na żywo" oraz spróbować swoich sił w sterowaniu niektórymi robotami. Są to jedne z najnowocześniejszych urządzeń, aktualnie stosowanych w światowym przemyśle. Zaprezentujemy, jakie zadania mogą wykonywać roboty w warunkach pracy przemysłowej i w jakim stopniu mogą wyręczyć ludzi. Opowiemy także o istotnych zagadnieniach bezpieczeństwa przy pracy z robotami.

Masz apetyt na wiedzę i praktyczne zastosowanie nowoczesnych technologii typu VR i AR? Zastanawiasz się jak będzie wyglądała edukacja w przyszłości? Marzysz o sprawdzeniu możliwości gogli VR? To wszystko będzie możliwe w trakcie lekcji festiwalowej.
Zajęcia zostaną podzielone na dwie części – teoretyczną i praktyczną. W części pierwszej (45 min.) uczestnicy lekcji festiwalowej poznają tajemniczo brzmiące skróty VR i AR, historię nowoczesnych technologii typu wirtualna rzeczywistość (VR) i rozszerzona rzeczywistość (AR), dotychczasowe zastosowania VR i AR w grach i edukacji oraz dostępne na rynku rozwiązania sprzętowe z tego zakresu. W drugiej części (45 min.) uczestnicy lekcji festiwalowej przetestują aplikację w VR firmy Tomorrow, specjalizującej się w realizacji projektów opartych o najnowsze technologie. Swojego głosu do aplikacji użyczył Jarosław Boberek, będący jedną z czołowych postaci polskiego dubbingu. Jego popisową rolą jest Kaczor Donald. Jednak dzieci najbardziej kojarzą go z postaci króla lemurów – Juliana, którego poznały w filmie Madagaskar. Aplikację stworzono z myślą o dzieciach i dla dzieci. Dzięki niej uczestnicy zajęć będą mogli ponadto przypomnieć sobie zasady bezpieczeństwa ruchu drogowego.
W trakcie zajęć odpowiemy również na pytanie „Dlaczego warto korzystać z nowych technologii?”

Co widzi satelita i dlaczego tak niesamowity jest świat widziany z kosmosu? Dlaczego satelita widzi inaczej niż człowiek? Co można zobaczyć z kosmosu? Młodzież pozna odpowiedź na te i inne pytania.

Wakans - koło naukowe WIM PW zaprezentuje:

- nowoczesną komorę do obróbek jarzeniowych, która pozwala na obserwację całego procesu obróbki jak i plazmy (większość ścian komory jest zrobiona ze szkła). Możliwości konstrukcji pozwalają na przeprowadzanie na drobnych elementach osadzania z fazy gazowej (zarówno fizycznego jak i chemicznego). Pomimo aspektu pokazowego jest to przedmiot, w którym można przeprowadzać w małej skali procesy, które znajdują zastosowanie w przemyśle.

- amortyzator z ferrofluidem, który wykorzystuje zjawisko zagęsczania cieczy znajdującej się w jego wnętrzu poprzez zanurzone w niej cząstki żelaza.

- piany metaliczne wykonane ze stopu aluminium z krzemem, które będą wytwarzane podczas pokazu. Ponadto będzie można przetestować ich unikatowe właściwości mechaniczne.

- grę, w której zabawa polega na odgadywaniu z jakiego materiału metalicznego została wykonana próbka.

Wszyscy ludzie, cały świat roślinny i zwierzęcy jest zbudowany z komórek. To wiemy wszyscy. Ale nie wiemy, dzięki czemu z małych komórek tworzy się albo rozwielitka albo płetwal błękitny. Albo dąb „Bartek”. To wszystko dzięki supercienkim nanowłóknom łączącym komórki. Takim właśnie włóknom poświęcona będzie prelekcja, zaś podczas pokazu laboratoryjnego będzie się można przekonać, jak łatwo otrzymać takie włókna. Omówimy możliwości praktycznego zastosowania takich włókien w medycynie. Nanowłókna będzie można nie tylko zobaczyć, ale nawet... dotknąć.

Powierzchnia jest wszechobecna, każdy istniejący obiekt ma swoją powierzchnię, której stan wpływa na sprawność funkcjonowania całości. Od wielu lat inżynieria powierzchni tworzy nowe metody polepszania jakości powierzchni pod kątem trwałości, odporności na zużycie i korozję, a także bada jej własności co w przypadku cienkich warstw często jest wyzwaniem samym w sobie.

Warstwa wierzchnia jest wszędzie: natura wyposażyła w nią wszystkie żywe organizmy. Skóra człowieka, łuski ryby, kora drzew to tylko niektóre tego przykłady. Ze względu na nie do końca zdefiniowaną jej strukturę, nurtowała naukowców od bardzo dawna: - co to jest warstwa wierzchnia? - czy nie ma elementu bez warstwy wierzchniej? - gdzie się zaczyna i gdzie się kończy? - czy powierzchnia to warstwa wierzchnia, czy oddzielny twór? - dlaczego w różnych skalach warstwa wygląda inaczej? Na te i szereg innych pytań spróbujemy odpowiedzieć podczas spotkania o roli warstwy wierzchniej w zastosowaniach inżynierskich. Pokażemy też unikalne urządzenia (implantator jonów) do wytwarzania warstw, a także do mierzenia ich własności (mikro i nano indenter oraz profilometr).

Istnienie FG (fal grawitacyjnych) przewidział A. Einstein w 1916 r. Zgodnie z Ogólną Teorią Względności FG powinny, podobnie jak fale radiowe, rozchodzić się z prędkością światła i skutkować zmianami odległości w przestrzeni. Możliwość ich bezpośredniego wykrywania pojawiła się dopiero po zbudowaniu lasera w 1960 r. Służyć do tego celu może znany i powszechnie wykorzystywany interferometr Michelsona. Jednak specyficzne cechy FG, a szczególnie ich niezwykle mała amplituda powodują, że nawet samo stwierdzenie istnienia FG napotyka na poważne trudności. Urządzenia do tego służące, znane pod nazwą LIGO były budowane w USA przez 43 lata. Po raz pierwszy zarejestrowano FG w styczniu 2016r. Obecnie trwają przygotowania do umieszczenia urządzenia do rejestracji FG w przestrzeni kosmicznej. Urządzenie to (zwane LISA) stanowić będzie oddzielny kanał do badań wszechświata, w szczególności jego zawartości zwanej ciemną materią i ciemną energią.

Pokaz będzie składał się dwóch części: wprowadzenia teoretycznego oraz części eksperymentalnej. Na wstępie zostaną przedstawione elementarne zagadnienia ze wzrostu kryształów oraz historia ich wpływu na nasze życie codzienne. Część eksperymentalna będzie obejmowała badania krystalizacji kryształów tlenkowych, kryształów węglika krzemu oraz kryształów fotonicznych. Uczestnicy będą mogli zapoznać się z najpowszechniejszymi metodami wzrostu kryształów, w tym metodą Prof. Jana Czochralskiego. Badania mikroskopowe ujawnią niezwykłą różnorodność i bogactwo form krystalicznych oraz defektów struktury krystalicznej.