Współczesna nauka i inżynieria w Polsce nieustannie poszukują nowych rozwiązań, które mają na celu poprawę jakości życia, efektywności przemysłu i ochronę środowiska. Prezentowane poniżej wynalazki i projekty badawcze świadczą o dynamicznym rozwoju w wielu dziedzinach - od medycyny, przez meblarstwo, po energetykę i nanotechnologię.
Nowe Technologie w Medycynie i Rehabilitacji
Rozwój innowacyjnych urządzeń medycznych i rehabilitacyjnych jest kluczowy dla poprawy opieki zdrowotnej i wsparcia osób z niepełnosprawnościami.
Orteza kończyny górnej z funkcją rehabilitacji nadgarstka
Według klasycznej definicji ortezy to techniczne urządzenia do użytku zewnętrznego, które obejmują anatomiczne odcinki ciała i korygują nieprawidłowości struktury. Głównym zadaniem ortez jest kontrola ruchów w stawach, co ma na celu stabilizację, korekcję lub poprawę upośledzonej funkcji ruchowej. Orteza kończyny górnej z funkcją rehabilitacji nadgarstka składa się z wymiennych modułów części nadgarstkowej pozwalających na przeprowadzanie czynnego procesu rehabilitacji nadgarstka w trakcie stabilizacji kończyny górnej.
Mobilne urządzenie do nauki alfabetu Braille’a
Mobilne urządzenie do nauki alfabetu Braille’a charakteryzuje się tym, że w jego centralnej części umieszczony jest sześciopunkt złożony z sześciu bolców. Sześciopunkt osadzony jest na podstawie, w której dolnej części znajdują się mikro serwomechanizmy oraz dźwignie służące do poruszania bolcami. Mechanizm umieszczony jest w obudowie wyposażonej w przycisk włączania oraz przyciski zmiany aktualnego znaku na sześciopunkcie. Oprócz tego, w obudowie umieszczony jest mikrokontroler, moduł komunikacji bezprzewodowej oraz sterownik mikro serwomechanizmów i zasilanie.
Interaktywne urządzenie do rehabilitacji mięśni orofacjalnych
Dr inż. Julia Nowak opracowała interaktywne urządzenie do rehabilitacji mięśni orofacjalnych, zwłaszcza do wzmacniania napięcia mięśniowego języka. Wewnątrz urządzenia znajduje się pompa perystaltyczna wyposażona w rurkę, do której zamocowana jest pośrednio końcówka - szpatułka logopedyczna z otworem. Po umiejscowieniu szpatułki w jamie ustnej pacjenta, jeśli pacjent zamknie językiem otwór znajdujący się na główce szpatułki, to urządzenie zasygnalizuje to sygnałem gratyfikującym.
Innowacje w Projektowaniu i Materiałoznawstwie
Postęp w materiałoznawstwie i technikach projektowania przekłada się na tworzenie produktów o lepszych właściwościach i większej funkcjonalności.
Mebel z regulowanymi szerokościami i zmienną liczbą sekcji
Przedmiotem wynalazku dr inż. Anny Jasińskiej jest mebel z regulowanymi szerokościami i zmienną liczbą sekcji, pozwalający na wielokrotną zmianę układu podziałów jego wnętrza podczas użytkowania oraz na dopasowanie się do wymiarów pomieszczenia. Innowacjami są:
- korzystne umieszczenie ścianek wewnętrznych w rowkach, których to rowków jest więcej od ścianek (ścianki można z rowków wyciągać i umieszczać w innych, zastosowano szyny metalowe, które ułatwiają wysunięcie ścianki);
- regulowana szerokość frontów (drzwiczek), co jest innowacją nieznaną i niestosowaną dotychczas, a możliwa jest dzięki zastosowaniu pomysłowej regulacji ramy drzwiczek oraz zastosowanie płytowego wypełnienia frontu o regulowanej szerokości;
- innowacyjne prowadnice zmieniające wymiar gabarytowy mebla (szerokość), z możliwością ustalenia tego wymiaru w określonej wartości, dzięki którym mebel może dopasowywać się wymiarowo do pomieszczenia.
W projekcie wykorzystano metodyczną minimalizację wariantów wymiarowych podziałów wewnętrznych (ciąg Renarda) oraz reguły technologiczne stosowane w produkcji mebli skrzyniowych (typowe wymiary i materiały), zmniejszające materiałochłonność, wspierające zastosowanie typowych meblarskich podzespołów i akcesoriów oraz umożliwiające produkcję mebla z zastosowaniem typowego parku maszynowego.
Innowacyjne klamry pasów bezpieczeństwa
Dr hab. inż. Marta Kopytowska stworzyła innowacyjne klamry pasów bezpieczeństwa, dzięki którym ułatwione jest uwolnienie się, gdy dojdzie do zacięcia pasów bezpieczeństwa, a także w przypadku większości wypadków drogowych - produkt zwiększa prawdopodobieństwo i ułatwia rozpięcie pasów nawet, gdy do zacięcia nie dojdzie. Rozwiązanie zostało docenione w programach takich jak Platformy Startowe w Polsce Wschodniej - Hub of Talents 2 oraz Strefa Pomysłodawcy 4.0, gdzie uzyskało wsparcie w wysokości około 100 000 zł i znajduje się w procesie inkubacji. Wytworzono MVP ze stali oraz stworzono strategię rozwoju.
Sposób wytwarzania struktur redukujących urazy balistyczne
Przedmiotem wynalazku dr. hab. inż. Macieja Glogera jest sposób wytwarzania struktur przeznaczonych na warstwy pakietów redukujących urazy balistyczne. Według wynalazku, do podłoża w postaci laminatu lub włókniny przyhaftowuje się co najmniej dwa proste pasma nitek z przędzy para-aramidowej lub polietylenowej HPPE, usytuowanych jedno na drugim, pod kątem 90° za pomocą nici mocującej. Przyhaftowywanie pasm nitek wykonuje się za pomocą hafciarki sterowanej programem komputerowym. Z tak wytworzonych warstw składa się pakiety redukujące urazy balistyczne, zawierające co najmniej 10 tych warstw w zależności od klasy kuloodporności pakietu, lub warstwy te umieszcza się w hybrydowym pakiecie między niehaftowanymi warstwami z tkanin, laminatów lub włóknin wykonanych z wysokowytrzymałych włókien przeznaczonych do pakietów redukujących urazy balistyczne.
Zastosowania w Energetyce i Monitoringu Środowiska
Badania nad nowymi źródłami energii i efektywnymi metodami monitorowania zanieczyszczeń są kluczowe dla zrównoważonego rozwoju.
Układ sterowania pracą silnika i elektromechanizmu
Dr hab. inż. Izabela Malinowska opracowała układ sterowania pracą silnika i elektromechanizmu.
Silnik cieplny Stirlinga
Przedmiotem wynalazku dr. hab. inż. Witolda Stachowiaka jest silnik cieplny Stirlinga przetwarzający ciepło na energię mechaniczną, o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka, będący odmianą silnika Stirlinga. W znanych odmianach silników Stirlinga najczęściej występuje układ korbowy lub układ pracujący na podobnej zasadzie do układu korbowego, sprzęgający ruch tłoka z ruchem wypornika. W takim rozwiązaniu ruch tłoka wyprzedza ruch wypornika o kąt 90°, co powoduje, że charakterystyka ruchu wypornika w czasie, względem środkowego punktu położenia tłoka jest zbliżona do sinusoidalnej. Zasadniczą wadą występującą w znanych rozwiązaniach silników związaną z wymianą ciepła jest fakt, że wymiana ta jest najbardziej intensywna tylko na niewielkim odcinku ruchu tłoka. Ten sposób pracy powoduje niską sprawność silników cieplnych. W niniejszym rozwiązaniu układ korbowy został zastąpiony mechanizmem krzywkowym. Dzięki temu wymiana ciepła w regeneratorze jest najbardziej intensywna na niemal całym odcinku ruchu tłoka. Jest to bardzo istotny parametr poprawiający sprawność silnika. Znacznie upraszcza to konstrukcję silnika. Jedyne uszczelnienie elementu ruchomego stanowi pierścień tłoka. W najprostszej wersji silnik ten posiada tylko jedną część ruchomą.
Sposób pomiaru jakości działania lamp lotniskowych
Przedmiotem wynalazku dr. inż. Kacpra Podbuckiego, dr. inż. Jakuba Sudera oraz prof. dr. hab. inż. Tomasza Marciniaka jest sposób pomiaru jakości działania lamp lotniskowych oraz zestaw pomiarowy do badania jakości działania zagłębionych lamp lotniskowych, do zastosowania do badania jakości działania lamp lotniskowych pozwalający na przeprowadzenie kontroli parametrów fotometrycznych zagłębionych lamp lotniskowego oświetlenia nawigacyjnego. Sposób pomiaru jakości działania lamp lotniskowych polega na tym, że lokalizuje się położenie platformy za pomocą systemów geolokalizacyjnych oraz przetwarzania sekwencji wizyjnych.
How to use Film Lights: HMI Lights
Urządzenie i sposób kalibracji czujników monitorowania czystości powietrza
Dr inż. Michał Adamski i prof. dr hab. inż. Adam Konieczka opracowali urządzenie pozwalające na zwiększenie dokładności pomiarów wykonywanych niskokosztowymi elektrochemicznymi czujnikami służącymi do monitorowania czystości powietrza atmosferycznego. Urządzenie umożliwia jednoczesne pobieranie próbek powietrza do późniejszych analiz chemicznych oraz wykonanie pomiarów czystości powietrza w tym samym miejscu z wykorzystaniem czujników elektrochemicznych. Dzięki porównaniu wyników uzyskanych oboma sposobami jest możliwe wyznaczenie matematycznych zależności udokładniających wskazania czujników elektrochemicznych tak, aby były możliwie zbliżone do wyników uzyskanych podczas analiz laboratoryjnych. Opracowane urządzenie sprzężone z bezzałogowym statkiem powietrznym umożliwia między innymi pobór i analizę próbek powietrza z różnych miejsc, w tym także trudnodostępnych, lecz istotnych z punktu widzenia powstawania zanieczyszczeń powietrza.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób kalibracji niskokosztowych czujników gazów wchodzących w skład aparatury służącej do precyzyjnego monitorowania jakości powietrza na podstawie wyników analiz laboratoryjnych, pozwalający istotnie poprawić precyzję uzyskiwanych danych pomiarowych z tych czujników. Opracowana do tego celu aparatura kontrolno-pomiarowa, sprzężona z bezzałogowym statkiem powietrznym, umożliwia jednoczesny monitoring zanieczyszczenia powietrza w czasie rzeczywistym oraz pobór próbek do dalszej analizy laboratoryjnej.
Chemia i Nanotechnologia w Służbie Zdrowia i Środowiska
Nowe związki chemiczne i materiały o zmienionych właściwościach otwierają drzwi do innowacyjnych rozwiązań w wielu sektorach.
Nowe glikozydy flawonoidowe dla regeneracji mikrobiomu jelitowego
Zaburzenia ilościowo-jakościowe (dysbioza) składników mikrobiomu jelitowego człowieka są częstym skutkiem antybiotykoterapii lub chemioterapii. Dysbioza może powodować osłabienie odporności organizmu, zaburzenia metaboliczne i dysfunkcje neurologiczne. Implikacja wraz z dietą nowych glikozydów flawonoidowych z: -Cl, -Br, oraz -CH3, -NO2 może przyczynić się do regeneracji mikrobiomu jelitowego i/lub jednocześnie zahamować wzrost patogenów. Pochodne flawonoidowe mogą także przyczynić się do kontroli oporności szczepów na antybiotyki. Przedmiotem wynalazku jest również ich sposób otrzymywania - biotransformacje przy użyciu entomopatogennych grzybów strzępkowych. Zaletą tej metody jest brak stosowania toksycznych odczynników, a także łagodne warunki przeprowadzania reakcji. Przyłączenie glukozy w wyniku procesu może spowodować polepszenie rozpuszczalności związków, przenikania przez błony i dalszego wchłaniania, zwiększając ich atrakcyjność w zastosowaniu.
Sposób wytwarzania kompozytu na bazie stopów metali lekkich z wypełniaczem ceramicznym
Sposób wytwarzania kompozytu na bazie stopów metali lekkich z wypełniaczem ceramicznym o strukturze porowatej charakteryzuje się tym, że na cząstki wypełniacza ceramicznego nanosi się pokrycie poprzez mechaniczne lub ręczne mieszanie cząstek wypełniacza z proszkiem krzemu w obecności dodatkowej cieczy w postaci wodnego roztworu krzemianu sodu, to jest szkła wodnego sodowego, korzystnie w proporcjach 82% wypełniacza w postaci zeolitu, 9% proszku krzemu i 9% wodnego roztworu krzemianu sodu (R137). Następnie cząstki wypełniacza po naniesieniu pokrycia wygrzewa się w piecu, korzystnie przez 1 h w 400 ⁰C, w celu usunięcia zawartej w nich wody, a następnie pokryty wypełniacz umieszcza się wewnątrz formy odlewniczej i zalewa grawitacyjnie ciekłym stopem odlewniczym metalu lekkiego, korzystnie o temperaturze 790⁰C.
Wodne roztwory bromków betainianów alkilowych jako ukorzeniacze
Istotą wynalazku dr inż. Adrianny Olejniczak i dr hab. inż. Witolda Stachowiaka jest zastosowanie wodnych roztworów bromków betainianów alkilowych, opisanych w zgłoszeniu patentowym nr P.441713 jako ukorzeniacze dla roślin jednoliściennych. Betaina glicynowa, jako słabo zagospodarowany odpad otrzymywany w trakcie przerobu buraka cukrowego, stanowi interesujący surowiec do syntezy nowoczesnych, przyjaznych dla środowiska agrochemikaliów. Co więcej, obecność w strukturze zsyntezowanych bromków betainianów alkilowych wiązania estrowego przyczynia się do zwiększenia stopnia biodegradacji związków i wyeliminowania zagrożenia długotrwałego zalegania w środowisku. Zadaniem biostymulatorów, jakim jest także betaina glicynowa, jest m.in. wspomaganie procesów metabolicznych czy pobudzanie rozwoju roślin. Przykładem takich związków są ukorzeniacze, których funkcją jest wspomaganie wzrostu korzenia. Ich zastosowanie ułatwia przystosowanie rośliny do pobierania składników odżywczych i ostatecznie pozwala osiągnąć znacznie efektywniejsze plony.
Sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowo-węglowego
Przedmiotem wynalazku prof. dr hab. Rafała Petrusa, dr Beaty Szczepanik, dr. hab. Adriana Kowalińskiego, Katarzyny Piekacz i Laury Frydel jest sposób wytwarzania adsorbentu haloizytowo-węglowego na bazie prekursora węglowego z makulatury do adsorpcji chlorofenu z wody. Zaletą wynalazku jest stosowanie uwęglonego adsorbentu wykonanego ze zwietrzeliny haloizytowej do adsorpcji chlorofenu z wody, jako prekursor węgla zastosowano odpad makulaturę. Istota rozwiązania polega na dodawaniu 2 części wagowych roztworu wodnego zawierającego kwas octowy o stężeniu 15% wagowych i octan sodu o stężeniu 15% wagowych do mieszany wilgotnej makulatury z odżelazioną zwietrzeliną haloizytową i suszeniu całości w temperaturze 80°C przez 4 godziny, a następnie tę mieszaninę karbonizuje się w atmosferze azotu od temperatury 80°C do 200°C z narostem 0,5°C/min, a następnie od 200°C do 800°C z narostem 2°C/min i w temperaturze 800°C przez 4 godziny.
Hybrydowa farba bio-foto-magnetyczna
Dr hab. inż. Izabela Malinowska opracowała hybrydową farbę bio-foto-magnetyczną, która charakteryzuje się wysoką aktywnością biobójczą, przebadaną na szczepach bakterii (Staphylococcus aureus, Escherichia coli). Charakteryzuje się wysoką wydajnością samoczyszczącą w odniesieniu do plam czy zanieczyszczeń powietrza. W ramach przeprowadzonych badań potwierdzono także właściwości superparamagnetyczne cząstek ZnFe2O4, które poprawiają właściwości magnetyczne farby. Otrzymany kompozyt można wprowadzić na różnych etapach formowania farby, potwierdzając wysoką skuteczność w eliminacji mikroorganizmów chorobotwórczych, samooczyszczania powierzchni oraz dodatkowo efekt magnetyczny. Dopełnieniem wynalazku jest gładź szpachlowa o właściwościach biobójczych i samoczyszczących zawierająca cząstki TiO2, o strukturze dwuwymiarowych arkuszy modyfikowanych cząstkami Zn, ZnO, ZnFe2O4 z dodatkiem materiału węglowego.
Nowe polimery perinonowe
Przedmiotem grupy wynalazków prof. dr. hab. inż. Mieczysława Łapkowskiego i dr. hab. Patryka Janasika są nowe polimery perinonowe i sposób otrzymywania polimerów perinonowych w procesie polimeryzacji elektrochemicznej. Celem wynalazków jest opracowanie takiego polimeru perinonowego oraz sposobu jego otrzymywania, który pozwoli na otrzymanie materiału charakteryzującego się wysokim przewodnictwem elektrycznym. Istotą wynalazków są nowe polimery perinonowe oraz sposób otrzymywania polimerów perinonowych w procesie polimeryzacji elektrochemicznej. Zsyntezowane prekursory polimerów poddaje się procesowi polimeryzacji elektrochemicznej dwiema metodami.
Sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku (ZnO NPs)
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku (ZnO NPs) o jak najmniejszej zawartości stabilizującej warstwy organicznej. Ciekawym rozwiązaniem, które jak dotąd nie było rozważane, jest zastosowanie prostych, niskocząsteczkowych związków organicznych.
tags: #rownoleglobok #sadzarka #czeska