Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

Czy można „nauczyć” metal pamiętania kształtu? Jak sprawić, by sprężynka sama wprawiła silnik w ruch?
I czy tworzywo sztuczne może zachowywać się jak magiczna masa, która wraca do swojego pierwotnego kształtu?

Zapraszamy na wyjątkowe spotkanie z naukowcami, podczas którego dzieci odkryją fascynujący świat inteligentnych materiałów – takich, które reagują na temperaturę i potrafią „zapamiętać” swój kształt.
To niepowtarzalna okazja, aby najmłodsi mogli zajrzeć do świata prawdziwej nauki: zobaczyć specjalistyczną aparaturę badawczą wykorzystywaną do badań prowadzonych na najwyższym światowym poziomie oraz dowiedzieć się, jak naukowcy tworzą technologie przyszłości wykorzystywane m.in. w medycynie, robotyce i nowoczesnej technice.

Podczas zajęć uczniowie:
• zobaczą niezwykłe stopy metali z pamięcią kształtu TiNi,
• samodzielnie wyginą druty i sprężynki, a następnie sprawdzą, jak pod wpływem ciepłej wody wracają do pierwotnej formy,
• poznają prosty silnik napędzany inteligentnym materiałem i zaobserwują jego działanie na żywo,
• będą formować kolorowe polimery z pamięcią kształtu i odkryją, jak zmieniają swoje właściwości pod wpływem temperatury,
• zobaczą, jak wygląda praca badaczy i nowoczesne laboratoria naukowe.

To lekcja, która angażuje wszystkie zmysły i zamienia naukę w prawdziwe doświadczenie. Dzięki prostym pokazom i aktywnemu udziałowi dzieci łatwo zrozumieją zjawiska wykorzystywane dziś w nowoczesnych technologiach.

Serdecznie zapraszamy!

Erwin Schrödinger kierując się równaniem Hamiltona mechaniki klasycznej i własną intuicją podał równanie na funkcję falową Psi. Kwadrat tej funkcji rho oznacza prawdopodobieństwo znalezienia cząstki. Sama funkcja jest tajemnicza, zwłaszcza przy opisie zjawisk zależnych od czasu, gdy współczynnik przy pochodnej czasowej równania Schrödingera jest urojony, a funkcja Psi zespolona.

Tutaj jest styczność równania Schrödingera z teorią względności: w obu współczynnik przy zmiennej czasowej jest urojony.

W ciągu stu lat swego istnienia równanie to przeobraziło naukę, pozwoliło wyjaśnić budowę nie tylko atomów i cząsteczek, oraz wyznaczyć poziomy energetyczne półprzewodników. Zrozumiałe stało się tak podstawowe zjawisko, jak anomalia własności wody.

Jeśli rozpisać równanie Schrödingera na część rzeczywistą i urojoną dostajemy dwa powiązane równania typu równania drgań płyty. 

Można przekształcić równanie Schrödingera tak, by zamiast części rzeczywistej i urojonej funkcji Psi występowała funkcja rho i pewna funkcja Theta pełniąca rolę potencjału termodynamicznego. Wtedy równanie Schrödingera przekształca się w równanie ciągłości mechaniki klasycznej. Jednak ceną jak płacimy za unaocznienie jest utrata liniowości cennej w równaniu Schrödingera.

Czy zastanawialiście się kiedyś, skąd wiemy, że gdy dojdzie do skomplikowanego złamania kości, można zastosować implanty tytanowe? Skąd wiemy, że ten materiał nie spowoduje pogorszenia się stanu pacjenta? Jak ustalono, że zastosowanie szwów chirurgicznych z polimerów syntetycznych czy soczewek kontaktowych nie spowoduje lokalnego stanu zapalnego? Czy możliwe jest opracowanie materiału, który sam wie, gdzie dostarczyć lek? Aby dowiedzieć się, jakie są odpowiedzi na te i inne pytania dotyczące biomateriałów, zapraszamy na wyjątkowe spotkanie w laboratorium naukowym IPPT PAN, gdzie odkryjesz, jak powstają biomateriały pomagające leczyć choroby i regenerować tkanki! Wyjaśnimy, czym są biomateriały i jakie są ich najważniejsze właściwości.

Uczestnicy dowiedzą się, jak wygląda praca naukowca: od pierwszego pomysłu, przez tworzenie nowych materiałów, aż po ich testowanie i drogę do zastosowania w medycynie. Pokażemy, jak powstają nowoczesne biomateriały w laboratorium oraz jakie mają zastosowania – np. w dostarczaniu leków czy regeneracji tkanek.

Podczas spotkania zaprezentujemy wybrane metody badawcze wykorzystywane przez naukowców, takie jak obserwacje mikroskopowe czy testy sprawdzające wybrane właściwości materiałów. Uczestnicy zobaczą, jak bada się bezpieczeństwo i skuteczność nowych rozwiązań, zanim trafią one do lekarzy i pacjentów.

To niepowtarzalna okazja, by zajrzeć „za kulisy” świata nauki, zadać pytania badaczom i przekonać się, jak fascynująca może być droga od eksperymentu do realnej pomocy ludziom.

Endometrioza to przewlekła choroba dotykająca miliony kobiet na świecie, objawiająca się bólem, problemami z płodnością i spadkiem jakości życia. Obecne metody leczenia często łagodzą jedynie objawy i wiążą się z ryzykiem nawrotów oraz działań niepożądanych.

Podczas spotkania przybliżymy świat nowoczesnych biomateriałów, które z powodzeniem mogą wspierać leczenie endometriozy. Przedstawimy przykłady zastosowań biomateriałów:

• hydrożele uwalniające leki bezpośrednio w miejscu choroby,
• systemy oparte o (nano)włókna,
• mikrosfery zapewniające długotrwałe działanie leków,
• liposomy kierujące leki do wybranych komórek,
• materiały pooperacyjne zapobiegające zrostom i nawrotom.

Dzięki wymienionym rozwiązaniom terapia może być skuteczniejsza i mniej obciążająca dla całego organizmu. Wyjaśnimy także, czym są „inteligentne biomateriały” – systemy zdolne do kontrolowanego uwalniania leków, reagujące na bodźce (np. temperaturę czy pole magnetyczne) oraz wpływające na lokalne środowisko zapalne. Ten ciekawy kierunek rozwoju precyzyjnych i spersonalizowanych terapii zostanie omówiony w czasie spotkania.

Omówimy także wyzwania, takie jak bezpieczeństwo i wdrażanie nowych technologii do praktyki klinicznej. Spotkanie ma na celu pokazanie, jak połączenie medycyny, biotechnologii i inżynierii materiałowej może przynieść nowe możliwości leczenia endometriozy i poprawy jakości życia pacjentek.

Spotkanie poświęcone będzie nowoczesnym inteligentnym polimerom w medycynie. Uczestnicy wezmą udział w wykładzie oraz warsztatach, podczas których poznają sposoby opracowania inteligentnych materiałów do regeneracji  tkanki chrzęstnej i nerwowej. Dowiedzą się, czym są polimeru inteligentne i jakie właściwości muszą posiadać, aby mogły być wykorzystywane np. w regeneracji tkanek. Zostanie przedstawiona technologia druku hydrozeli i proces elektroprzędzenia jako narzędzia do tworzenia trójwymiarowych struktur o precyzyjnie zaprojektowanej geometrii.

Na przykładzie projektów SmartPiezo (M-ERA.NET) oraz PiezoMat (Preludium NCN) omówione zostaną konkretne zastosowania tych technologii - m.in. tworzenie wielofunkcyjnych, inteligentnych podłoży komórkowych, które wspomagają regenerację chrząstki i tkanki kostnej. Uczniowie zobaczą, jak nowoczesna nauka łączy różne dziedziny - chemię, inżynierię materiałową i medycynę – w celu poprawy jakości życia pacjentów. Spotkanie ma na celu nie tylko przekazanie wiedzy, ale także zainspirowanie młodych ludzi do odkrywania świata nauki i technologii.

Co wspólnego mają samoloty, implanty medyczne, telefony komórkowe i sportowe buty? Wszystkie powstają dzięki odpowiednio dobranym materiałom inżynierskim oraz nowoczesnym metodom wytwarzania. Podczas zajęć uczestnicy poznają najważniejsze grupy materiałów stosowanych we współczesnej technice – metale i ich stopy, ceramika, polimery oraz kompozyty – i dowiedzą się, jakie właściwości decydują o ich zastosowaniu.

W trakcie prezentacji multimedialnej, poprzedzonej krótką dyskusją na temat materiałoznawstwa i technik wytwarzania, przedstawione zostaną przykłady materiałów spotykanych zarówno w zaawansowanych technologiach, jak i codziennym życiu. Uczestnicy przekonają się, że ceramika to nie tylko kubki i płytki, polimery to nie wyłącznie plastikowe opakowania, a kompozyty można znaleźć w samochodach, sprzęcie sportowym czy lotnictwie. Omówione zostaną również podstawowe metody wytwarzania elementów oraz to, jak rozwój technologii wpływa na projektowanie nowoczesnych produktów. Szczególna uwaga zostanie poświęcona technologii druku 3D, która w ostatnich latach zrewolucjonizowała wiele gałęzi przemysłu. Uczestnicy poznają zasadę działania druku przestrzennego, przykłady wykorzystywanych materiałów oraz możliwości zastosowania tej technologii w medycynie, inżynierii, architekturze czy przemyśle kosmicznym.

Po dyskusji i wykładzie przewidziany jest element interaktywny (gra edukacyjna) pozwalający sprawdzić zdobytą wiedzę w praktyce.

Zadaniem uczestników będzie przyporządkowanie kilkunastu przedmiotów codziennego użytku do czterech kategorii głównych grup materiałów inżynierskich na interaktywnej planszy. Po wciśnięciu przycisku „Sprawdź!” plansza automatycznie zweryfikuje, czy przyporządkowanie jest prawidłowe.

Zapraszamy!