Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
Typ | Tytuł | Opis | Dziedzina | Termin |
---|---|---|---|---|
Spotkanie festiwalowe | Druk 3D oraz elektroprzędzenie jako metody formowania materiałów dla medycyny |
Wykład będzie obejmować charakterystykę metod druku 3D oraz elektroprzędzenia wykorzystywanych w medycynie. Wyjaśnione zostanie pojęcie jest inżynierii tkankowej oraz wskazane czym są i do czego służą trójwymiarowe podłoża komórkowe do regeneracji: więzadeł, kości, tkanki nerwowej oraz chrząstki. Uczestnicy będą mogli obejrzeć jeden z procesów tworzenia tego typu trójwymiarowych struktur polimerowych: elektroprzędzenie lub druk 3D jako wielofunkcyjnych metody produkcji struktur polimerowych. Metoda elektroprzędzenia pozwala na formowanie bardzo cienkich włókien z różnych materiałów polimerowych, w tym materiałów piezoelektrycznych mogących służyć do regeneracji tkanki nerwowej. Drukowanie 3D jest obecnie jedną z najczęściej wykorzystywanych technik wykorzystywanych do formowania struktur 3D o zadanej geometrii. Przestawimy najnowszą wiedzę dotyczącą drukowania organów, kości i protez. Zostaną również zaprezentowane badania materiałowe prowadzone w naszej pracowni niezbędne do charakterystyki implantowanych materiałów. Opowiemy o badaniach przedklinicznych prowadzonych w ramach projektu Bioligamed NCBiR, obejmującym badania przedkliniczne implantu do rekonstrukcji więzadła krzyżowego z substytutem regeneracji kości. Na koniec wykładu zostaną zaprezentowane wybrane dostępnie komercyjnie podłoża komórkowe do regeneracji tkanek. |
Nauki techniczne |
|
Lekcja festiwalowa | Sznurki, co wiążą komórki |
Cały otaczający nas świat jest związany włóknami. Te, które występują w świecie żywym, roślinnym i zwierzęcym wiążą komórki. Ich różne rodzaje i różne sposoby łączenia mają wpływ na to, że z małych komórek tworzy się albo mrówka, albo wieloryb. Albo dąb „Bartek”. To wszystko dzięki nanowłóknom łączącym komórki, umożliwiającym komunikację i dającym odporność. Takim właśnie włóknom poświęcona będzie prezentacja, zaś podczas pokazu laboratoryjnego będzie się można przekonać, jak łatwo otrzymać takie włókna. Zaprezentuję tworzenie takich mikro- i nanowłókien i pokażę ich zastosowania w medycynie. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Zamiast przeczytać tysiące rozdziałów z książek, zbadamy właściwości mechaniczne materiałów |
Celem prowadzonych zajęć jest przybliżenie młodzieży podstaw badań wytrzymałościowych prowadzonych w Laboratorium Badań Materiałów i Konstrukcji IPPT PAN. Podczas interaktywnych zajęć z młodzieżą omówione zostaną podstawowe materiały inżynierskie, ich właściwości i zastosowania. Zajęcia praktyczne prowadzone przez pracowników Laboratorium pozwolą zrozumieć podstawy zagadnień związanych z wytrzymałością materiałów oraz umożliwią czynne uczestnictwo w zajęciach podczas przeprowadzania statycznej próby rozciągania czy dynamicznej próby ściskania. Zaprezentowane zostaną również możliwości mikroskopu skaningowego. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Nanomateriały w medycynie – jakie możliwości i zagrożenia niosą nowe technologie? |
Produkcja nanomateriałów to proces na miarę XXI wieku, w którym materiały o ściśle sprecyzowanych i unikalnych właściwościach są budowane od podstaw, często atom po atomie. Nanocząstki, nanowłókna, nanorurki…rewolucjonizują one nasze życie w bardzo wielu obszarach, między innymi w medycynie. Już teraz możemy korzystać z antybakteryjnych opatrunków z nanocząstkami srebra, rusztowań komórkowych z nanowłókien czy radiofarmaceutyków stosowanych w diagnostyce chorób nowotworowych…kto z nas o nich nie słyszał? A może już je stosowałeś? Czy wiesz jak działają? Czemu są takie wyjątkowe? Nanotechnologie w zastosowaniu medycznym to szczególnie wrażliwy obszar badawczy, ponieważ ostatecznie dotyczy zdrowia, a nawet życia wielu pacjentów. Zwolennicy nanotechnologii uważają, że przyniesie społeczeństwu niezrównane korzyści. Tymczasem jej przeciwnicy twierdzą, że nanotechnologia może stanowić poważne zagrożenie dla środowiska oraz zdrowia, a nawet życia żywych organizmów. A jak jest naprawdę? Jaki jest obecny stan wiedzy dotyczący nanomateriałów w zastosowaniu medycznym? Jak regulacje prawne gwarantują bezpieczeństwo stosowania produktów bazujących na nanomateriałach? Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, serdecznie zapraszamy na spotkanie, w czasie którego przyjrzymy się bliżej nanomateriałom stosowanym w medycynie. |
|
|
Spotkanie festiwalowe | Jak rosną nanorurki |
Zostaną omówione następujące tematy: helisa Coxetera- Boerdijka, diament, grafit i grafen, związki aromatyczne, fulereny, nanorurki, defekty w nanorurkach, wzrost nanorurek, bryły platońskie i ich podobieństwo do wirusów. Nanorurki węglowe (/carbon nanotube/ –/CNT/ ) są odmianą alotropową węgla i stanowią twory pośrednie między kulistymi fulerenami i płaskimi arkuszami grafenu. Mogą powstawać poprzez zwinięcie takich arkuszy. Idealna, nieskończenie długa nanorurka ma budowę sieci sześciokątnej zawiniętej na powierzchni walca. W wierzchołkach sześciokątów znajdują się atomy węgla. Wszystkie nanorurki mają symetrię helisy o kącie zwinięcia danym przez dwie liczby całkowite (/n/, /m/), które oznaczają sposób skręcenia rurki. Wzrost nanorurki zachodzi poprzez tworzenie w sieci sześciokątnej (6) dysklinacji, w postaci pięciokątów (5) lub siedmiokątów (7). Prawa ruchu są różne dla 5 i 7. W przypadku 5 dzieli się sąsiednia 6 na dwie 5, a pierwotna 5 zmienia się w 6. W przypadku 7 ona sama dzieli się na 5 i 6, skutkiem czego sąsiednia 6 staje się 7. |
Nauki techniczne |
|
Lekcja festiwalowa | Zrozumieć istotę ogólnej teorii względności |
Postulat Einsteina: „Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, niezależnie od ich ruchu względem źródła światła” jest podstawą szczególnej teorii względności. Dotyczy ona świata bez grawitacji. W świecie rzeczywistym, w wyniku grawitacji, wszystkie ciała spadają w próżni z jednakowym przyspieszeniem, niezależnie od ich masy. Jest to fakt zdumiewający! Tak samo spada słoń jak liść lub piórko. Pokażemy, że w rakiecie lecącej z przyspieszeniem ziemskim w świecie bez grawitacji, na ciała działałyby siły równe siłom grawitacji na Ziemi. Równoważność sił grawitacji i sił działających w układzie przyspieszanym - to podstawa ogólnej teorii względności opisującej świat rzeczywisty. Pokażemy także, że promień świetlny biegnący po prostej przez przyspieszaną rakietę, względem obserwatora w rakiecie, biegnie po paraboli. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Niewidzialny świat: okiem skaningowego mikroskopu elektronowego |
Jakiej najmniejszej wielkości obiekty jest w stanie rozróżnić ludzkie oko? Co jest mniejsze od tej granicy i czego nie jesteśmy w stanie dostrzec nieuzbrojonym okiem? Czy poznanie, niewidzialnego świata może pomóc zrozumieć nam zjawiska, które obserwujemy na co dzień? Urządzenie takie jak, skaningowy mikroskop elektronowy (SEM), dzięki wiązce elektronów o bardzo małej długości fali (nawet 0,05 nm) możliwia nam obserwację fascynującego świata w skali nano. W czasie zajęć zostanie wyjaśnione jakie przedmioty możemy obrazować przy pomocy SEM. Wędrówkę od makro do nano świata zaczniemy od przyjrzenia się małym organizmom, a skończymy na rozwijającej się hodowli komórek na nanowłóknach. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Synteza, syntezatory i muzyka elektroniczna |
Synteza dźwięków fascynowała ludzi od dawna. Pierwsze syntezatory elektroniczne powstały w latach 1950, a wielki boom na ich wykorzystanie w muzyce nastąpił na przełomie lat 1970/1980. Dzisiaj syntezatory są nieodłącznym elementem niemal każdego gatunku muzycznego. Chcemy pokazać na czym polega synteza dźwięku i jak zbudowane są syntezatory analogowe i cyfrowe. Do dzisiaj dźwiękowcy i artyści wykorzystują ogromne syntezatory modularne do tworzenia unikalnych dźwięków, które znamy z filmów. Interesujące będzie także usłyszeć w jaki sposób z prostych przebiegów elektrycznych tworzy się dźwięki, akordy, a potem melodię. Pokażemy odwrotność syntezy – czyli analizę spektralną. Na Wielki Finał szykujemy coś specjalnego … lasery, które posłużą do pokazania obrazów rysowanych muzyką! Wszyscy poczują klimat dyskoteki szkolnej z lat 80 – dlatego zapraszamy do przyjścia w modnym obecnie retro z tamtych lat! |
|
|
Lekcja festiwalowa | Świat materiałów inteligentnych – rodzaje i zastosowania |
Tematem lekcji będą materiały inteligentne, nazywane również materiałami funkcyjnymi. Tymi terminami określa się takie materiały, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem zmian pewnych parametrów otoczenia. W zależności od rodzaju materiału, czynnikiem stymulującym taką reakcję może być temperatura, pole magnetyczne lub elektryczne, wprowadzona deformacja i inne. W rezultacie ich oddziaływania w tych materiałach zachodzą wewnętrzne zmiany, a efekty są obserwowalne np. w postaci wytworzonego pola elektrycznego lub magnetycznego, zmiany kształtu, a także lepkości. Choć część z tych materiałów jest znana od przeszło stu lat, to ciągle mają wysoki potencjał aplikacyjny i stale trwają prace nad ich udoskonalaniem. Do najbardziej znanych materiałów inteligentnych należą: materiały piezoelektryczne, materiały magnetostrykcyjne, ciecze magnetoreologiczne, stopy z pamięcią kształtu. Przedstawienie tematu materiałów funkcjonalnych będzie podzielone na dwie części. Pierwsza część będzie miała charakter krótkiego wprowadzenia w świat materiałów inteligentnych wraz z podstawową ilustracją ich działania. W 2. części będą przedstawione proste układy z wykorzystaniem tych materiałów, w których będą wywoływane, obserwowane i rejestrowane oddziaływania na czynniki zewnętrzne. Doświadczenia pokazowe będą dotyczyć materiałów piezoelektrycznych, które są wykorzystywane jako sensory o wysokiej czułości jak i siłowniki zdolne do wywoływania drgań. Z kolei ciecz magnetoreologiczna będzie prezentowana jako przykład zastosowania materiałów inteligentnych w układach dynamicznych do tłumienia drgań. Jako trzecią grupę materiałów funkcjonalnych będą przedstawione elementy wykonane ze stopów z pamięcią kształtu, zdolne do zmiany kształtu pod wpływem zmiany temperatury otoczenia. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Jak kamera może służyć nauce? - szkiełko i oko w laboratorium Inżynierii Bezpieczeństwa |
Lekcja będzie miała charakter warsztatowy. Dzieci, po krótkim wstępie do metod wizyjnych wykorzystywanych w badaniach materiałów inżynierskich, będą uczestniczyły w warsztatach dotyczących wykorzystania kamer laboratoryjnych do przeprowadzania eksperymentów. Podczas interaktywnego pokazu dzieci dowiedzą się jakie zjawiska można analizować za pomocą sprzętów wizyjnych i na jakie pytania odpowiadać. W ramach lekcji zostaną zaprezentowane możliwości kamer termowizyjnych oraz kamer do rejestracji zjawisk ultra krótkich. |
|
|
Lekcja festiwalowa | Kompozyty wokół nas |
Kompozyty wokół nas W ogólnym sensie tego słowa cały świat jest kompozytem o wielu skalach. Nukleony składają się z kwarków, jądra atomowe składają się z nukleonów, atomy złożone są z nukleonów i elektronów, cząsteczki składają się z atomów, z cząsteczek złożone są makrocząsteczki, w tym białka, z których zbudowany jest świat istot żywych. Wszystkie te cząstki oddziałują na siebie różnymi polami. Istnieje 81 atomów pierwiastków trwałych (w temperaturze pokojowej), z nich wiele ma nietrwałe – promieniotwórcze izotopy. W temperaturze od kilku do kilkunastu milionów kelwinów - z czterech jąder wodoru powstaje trwałe jądro helu. Podczas tej przemian uwalniana jest energia - źródło energii Słońca i gwiazd. Organizmy żywe składają się z tkanek, które zbudowane są z komórek. Narządy ciała, zbudowane z różnych tkanek, łączą się w układy narządów (np. trawienny czy oddechowy). W świecie techniki konstruowane są różne kompozyty. Obwody elektryczne drukowane są na nieprzewodzącej matrycy, a przewody elektryczne pokrywane są izolacją. Próbuje się łączyć z sobą różne materiały w taki sposób, aby wspólnie posiadały pożądane właściwości. Znakomitym technicznym kompozytem jest beton, oferujący niezwykłe możliwości budowlane… |
|