Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

Czym jest druk 3D? Kiedy powstał? Jakich materiałów można używać do drukowania? Co można drukować? Po co drukować? Jakie zastosowanie mają wydruki 3D w akustyce? Gdzie kryją się minusy technologii przyrostowych? Czy zawsze opłaca się drukować? – te i inne pytania będą motywem przewodnim naszej lekcji, a odpowiedzi na nie poszukamy wspólnie w czasie dyskusji oraz prostych doświadczeń.

Lekcję rozpocznie krótki wykład o podstawach technologi wytwarzania przyrostowego, czyli tzw. drukiem 3D, ze szczególnym uwzględnieniem metod stereolitografii (wykorzystującej ciekłą żywicę) oraz selektywnego laserowego przetapiania proszków metali. Nie zabraknie dyskusji oraz burzy mózgów, bowiem wspólnie dobierzemy najodpowiedniejsze metody wytwarzania zadanych elementów.

Kolejna część spotkania to zapoznanie z urządzeniem do wytwarzania metodą stereolitografii oraz zwiedzanie laboratorium, w którym znajduje się maszyna do selektywnego laserowego przetapiania proszków metali.

Następnie przejdziemy do pokazu zastosowań akustycznych wydrukowanych próbek. Wspólnie sprawdzimy, w jakim stopniu wykonane wydruki 3D pochłaniają lub izolują dźwięk i jak to można wykorzystać. Na podstawie przygotowanych wykresów omówimy właściwości akustyczne badanych materiałów.

Ostatnią częścią spotkania będą warsztaty, w czasie których uczestnicy, podzieleni na grupy, wykonają proste doświadczenia imitujące zadania związane z drukiem 3D, takie jak oczyszczanie komory roboczej (doświadczenie wykorzystuje piasek) czy dobór odpowiedniej metody wytwarzania zadanego elementu w praktyce (wykorzystamy modelinę).

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 można odpowiadać dzięki wykorzystaniu takich urządzeń. W ramach lekcji zostaną przeprowadzone interaktywne eksperymenty z użyciem kamer termowizyjnych oraz kamer do rejestracji zjawisk ultra krótkich.

Czemu ten sam rodzaj czekolady od jednego producenta topi się w niższej temperaturze, a inny w wyższej? Czy ciemna i biała czekolada topią się tak samo szybko? Co właściwie wpływa na te cechy tego pysznego materiału? W czasie lekcji odbędziemy podróż w głąb  materiałów, aby dowiedzieć się jak wyglądają najmniejsze struktury je budujące oraz jak to wpływa na szereg ich właściwości jak np. temperatura topnienia czy wytrzymałość mechaniczna. Na lekcji poznamy wybrane metody badawcze, dzięki którym możemy precyzyjne scharakteryzować wybrane cechy materiałów. Jedną z takich metod jest pomiar efektów cieplnych występujących w próbce metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC). Dzięki tej metodzie jesteśmy w stanie dowiedzieć się wiele nie tylko o strukturze i właściwościach stopów metali, ceramiki czy polimerów, ale także czekolady! Przeprowadzimy krótkie eksperymenty, które naprowadzą nas na odpowiedzi na zadane pytania, a także dowiemy się na czym polega pomiar DSC. Zastanowimy się także jakie inne metody badawcze można zastosować, aby rozwiązać tajemnice składu i właściwości czekolady

Wspólnym wysiłkiem naukowców z całego świata biomateriały są rozwijane od przeszło 60 lat jako zaawansowane systemy dostarczania leków. Jednak dopiero w ostatniej dekadzie obserwujemy prawdziwą eksplozję badań w tym obszarze. Biomateriały zostały wykorzystane jako nośniki szeregu związków farmaceutycznych jak również przeciwciał, peptydów czy enzymów. Między innymi dzięki biomateriałom, terapie i diagnostyka onkologiczna zwiększają swoją skuteczność. Biomateriały  otwierają też nowe możliwości leczenia schorzeń, na które do chwili obecnej nie mamy dostępnych efektywnych metod leczenia jak np. endometrioza. Co więcej, substancje bioaktywne mogą też być dostarczone miejscowo na rusztowaniu komórkowym jak np. stenty naczyń krwionośnych czy granulaty kostne, co może wyraźnie poprawić efekty regeneracji uszkodzonych tkanek i narządów. Sposób podania leków wpływa  istotnie na ich skuteczność terapeutyczną, farmakokinetykę czy toksyczność. Być może to właśnie dzięki wykorzystaniu biomateriałów jako nośników leków, które uwalniają substancje miejscowo lub tylko pod wpływem wybranego bodźca zewnętrznego, uda się naukowcom dokonać prawdziwego przełomu i opracować efektywne metody terapeutyczne dla chorób, dla których do chwili obecnej nie było alternatywy.

Serdecznie zapraszamy wszystkich zainteresowanych na wykład, na którym postaramy się przybliżyć Państwu ten fascynujący obszar badawczy.