Działania Naukowe Młodych 2024

Rodzaj działania: Publikacja naukowa w otwartym dostępie

Opis projektu

Filtry UV oraz parabeny stanowią grupę związków chemicznych powszechnie wykorzystywanych w szerokiej gamie produktów kosmetycznych. Filtry UV są stosowane w celu ochrony skóry przed szkodliwym działaniem promieniowania UV, natomiast parabeny znajdują zastosowanie jako konserwanty. Substancje te stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny ze względu na ich częste wykrywanie w wodach środowiskowych. W celu zapewnienia czystości wód, istotne jest monitorowanie oraz usuwanie tych zanieczyszczeń. Większość metod stosowanych do izolacji zanieczyszczeń organicznych z matrycy wodnej opiera się na wykorzystaniu technik ekstrakcji z zastosowaniem syntetycznych materiałów sorpcyjnych. Jednak w ostatnim czasie, w związku z rozwojem zielonej chemii analitycznej, sorbenty syntetyczne stosowane w metodach ekstrakcyjnych zastępowane są materiałami sorpcyjnymi pochodzenia naturalnego. Sorbenty naturalne (biosorbenty) pozyskiwane są z odpadów organicznych tj. skorupy orzechów, trociny, ściółka leśna, pozostałości warzyw i owoców. Biosorbenty charakteryzują się niską toksycznością, biodegradowalnością oraz szeroką dostępnością ze źródeł odnawialnych. Z tego względu, celem niniejszego działania naukowego jest opublikowanie badań na temat możliwości zastosowania wybranego biosorbentu pochodzenia roślinnego do analizy składników kosmetycznych w próbkach wody. Badania te oprócz dostarczenia teoretycznej i praktycznej wiedzy na temat możliwości zastosowania tego typu sorbentów do analizy składników kosmetycznych w próbkach wodnych, mogą przyczynić się również do rozwoju przyjaznej środowisku technologii oczyszczania wód środowiskowych.

Project description

UV filters and parabens are a group of chemical compounds commonly used in a wide range of cosmetic products. UV filters are used to protect the skin against the harmful effects of UV radiation while parabens are used as preservatives. These substances constitute an increasingly serious ecological problem due to their frequent detection in environmental waters. To ensure water purity, it is important to monitor and remove these pollutants. Most methods used to isolate organic pollutants from aqueous matrix are based on the use of extraction techniques using synthetic sorption materials. However, recently, due to the development of green analytical chemistry, synthetic sorbents used in extraction methods are replaced by sorption materials of natural origin. Natural sorbents (biosorbents) are obtained from organic waste, such as nut shells, sawdust, forest litter, vegetable and fruit remains. Biosorbents are characterized by low toxicity, biodegradability and wide availability from renewable sources. For this reason, the aim of this work is to publish research on the possibility of using a selected biosorbent of plant origin for the analysis of cosmetic ingredients in water samples. These studies, in addition to providing theoretical and practical knowledge on the possibility of using this type of sorbents for the analysis of cosmetic ingredients in water samples, may also contribute to the development of environmentally friendly technology for environmental water purification.

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Współczesna inżynieria materiałowa, ze szczególnym uwzględnieniem technologii druku 3D, stanowi obszar intensywnych badań mających na celu zrozumienie, jak czynniki środowiskowe wpływają na strukturę i właściwości mechaniczne wytwarzanych przy użyciu tej technologii elementów. W niniejszym projekcie skupiono się na ocenie wpływu środowiska degradującego na filamenty powszechnie używane w druku 3D, takie jak ABS, ASA, HIPS i PLA.
Specyfikacje materiałów rzadko dostarczają informacji na temat skutków oddziaływania warunków środowiskowych, co sprawia, że badania nad tym zagadnieniem są niezwykle istotne. Projekt ten skierowany jest na szczegółową analizę reakcji materiałów na ekspozycję na olej mineralny, podczas gdy są one formowane w trakcie druku 3D. Wydruki z filamentów poddawano działaniu oleju mineralnego 15W-40 w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, przy różnych czasach narażenia oraz temperaturze, symulując przy tym rzeczywiste warunki pracy tych materiałów.
Przeprowadzone testy obejmowały analizę zmian struktury powierzchniowej oraz ocenę wytrzymałości mechanicznej materiałów. Badania te umożliwiły uzyskanie cennych informacji na temat wpływu ekspozycji na olej mineralny na właściwości mechaniczne i strukturalne filamentów. Otrzymana wiedza jest istotnym wkładem w rozwój dziedziny inżynierii materiałowej związanej z technologią druku 3D.
Wyniki tych badań poszerzają również obecną wiedzę na temat trwałości materiałów inżynierskich produkowanych przy użyciu technik przyrostowych. Projekt ten jest zatem istotnym krokiem w kierunku optymalizacji i doskonalenia materiałów używanych w druku 3D, co ma znaczący wpływ na rozwój tej innowacyjnej gałęzi inżynierii.

Project description

Contemporary materials engineering, with a specific focus on 3D printing technology, represents an area of intense research aimed at understanding how environmental factors influence the structure and mechanical properties of components manufactured using this technology. In this project, the emphasis was placed on evaluating the impact of a degrading environment on filaments commonly used in 3D printing, such as ABS, ASA, HIPS, and PLA.
Material specifications seldom provide information regarding the effects of exposure to environmental conditions, making studies on this subject highly significant. This project is aimed at a detailed analysis of material reactions to exposure to mineral oil during the 3D printing process. Filaments were subjected to the influence of 15W-40 mineral oil under controlled laboratory conditions, at different exposure times and temperatures, simulating real working conditions of these materials.
The conducted tests included the analysis of changes in surface structure and the assessment of the mechanical strength of the materials. These studies provided valuable insights into the impact of mineral oil exposure on the mechanical and structural properties of filaments. The acquired knowledge represents a significant contribution to the development of materials engineering related to 3D printing technology.
The results of these studies also expand the current understanding of the durability of engineering materials produced using additive techniques. This project is, therefore, a crucial step towards optimizing and refining materials used in 3D printing, significantly influencing the development of this innovative branch of engineering.
 

Rodzaj działania: Publikacja naukowa w otwartym dostępie

Opis projektu

Niedobory wody negatywnie wpływają zarówno na jednostki i społeczeństwa, jak również na całe sektory gospodarki. W ostatnim czasie problemy ze zmianami klimatu wyrażają się  m.in.  ogromnymi niedoborami i nierównomiernymi opadami oraz spadkiem ilości wód gruntowych  co szczególnie dotkliwie oddziałuje na rolnictwo i szeroko rozumiany sektor przetwórstwa rolno-spożywczego. Jest to istotne, ze względu na fakt, że są to wysoce wodochłonne gałęzie gospodarki, które bezpośrednio związane są z bezpieczeństwem żywnościowym.  W tym kontekście, konieczne staje się poszukiwanie rozwiązań, które wpłynęłyby na zmniejszenie zużycia wody, a przez to, redukcje śladu wodnego (water footprint). Obiecującą niszą do zagospodarowania w przetwórstwie rolno-spożywczym jest ponowne wykorzystanie wody używanej do wstępnego płukania warzyw i owoców. Jednakże należy pamiętać, że woda ta może być zasiedlona przez groźne patogeny, które mogą stanowić zagrożenie dla produktu, jak również zdrowia ludzi.  Tradycyjne metody dezynfekcji, oparte na związkach chloru mogą generować zagrożenia środowiskowe. Dlatego też, istnieje potrzeba poszukiwania metod opartych na naturalnych, nieinwazyjnych rozwiązaniach. Odpowiedzią na te potrzeby może być wykorzystanie naturalnych substancji roślinnych, które ograniczyłyby rozwój szkodliwych mikroorganizmów. Celem pracy jest zdefiniowanie wpływu ekstraktów roślinnych na patogeny wodne, bytujące w wodach popłucznych przemysłu rolno-spożywczego. Zastosowanie naturalnych ekstraktów roślinnych do unieczynnienia patogenów w wodach popłucznych może stanowić innowacyjne podejście, wspierając praktyki recyklingu wody. Badania nad wpływem ekstraktów roślinnych na patogeny w wodach procesowych mogą nie tylko przyczynić się do zwiększenia efektywności produkcji żywności, ale również ograniczenia wpływu przemysłu rolno-spożywczego na środowisko poprzez zmniejszenie zużycia wody.

Project description

Deficiencies in water have negative impacts on both individuals and societies, as well as entire sectors of the economy. Recently, climate change issues manifest through significant shortages and uneven precipitation, coupled with a decline in groundwater levels, particularly affecting agriculture and the broader agri-food processing sector. This is crucial due to the highly water-dependent nature of these economic branches, directly tied to food security. In this context, it becomes essential to seek solutions that would reduce water consumption and, consequently, decrease the water footprint. A promising niche for development in agri-food processing is the reuse of water used for the initial rinsing of vegetables and fruits. However, it is important to note that this water may harbor dangerous pathogens, posing a threat to both the product and human health. Traditional disinfection methods, based on chlorine compounds, may pose environmental risks. Therefore, there is a need to explore methods based on natural, non-invasive solutions. The response to these needs may lie in the use of natural plant substances that would limit the development of harmful microorganisms. The objective of this study is to define the impact of plant extracts on waterborne pathogens present in wastewater from the agri-food industry. The application of natural plant extracts to neutralize pathogens in wastewater can represent an innovative approach, supporting water recycling practices. Research on the impact of plant extracts on pathogens in process water can not only contribute to increasing food production efficiency but also mitigate the environmental impact of the agri-food industry by reducing water consumption.

Rodzaj działania: Działanie artystyczne, o którym mowa w § 3 ust. 1 pkt 4 Regulaminu

Opis projektu

Rzeczywistość rozszerzona nie tak dawno była nową technologią, a każda nowa technologia multimedialna natychmiast staje się atutem dla projektantów, reżyserów, filmowców, twórców klipów i programistów. Pokazy zaskakują widzów nowym poziomem realizmu, widowiskowości, przekonywania i perfekcji. Technologie rozszerzonej rzeczywistości wstrząsnęły sferą rozrywki. Otworzyły cały świat nowych możliwości dla teatru, kina, wystaw i instalacji artystycznych; dla wszelkiego rodzaju questów, atrakcji; dla każdej sztuki audiowizualnej. AR coraz szybciej przenika i rozwija się we wszystkich dziedzinach, w tym i w sztuce. Wkrótce stanie się zwykłym narzędziem w rękach artystów, ale w tej chwili rzeźby i obrazy ożywające na ekranach telefonów wydają się cudem.
Realizacja projektu Emanacja światła. Sztuka w rozszerzonej rzeczywistości przybliża możliwości tworzenia nowych form i wpływu na percepcję odbiorcy. Próbuje zatrzeć granice pomiędzy światem rzeczywistym a sztuką cyfrową, poszerza przestrzeń wystawienniczą o warstwę wirtualną.
Na podstawie badań zostanie stworzona aplikacja na urządzenia mobilne oraz okulary VR, która pozwoli odbiorcy zobaczyć świat wirtualny wpisany w rzeczywistość. Widzowie będą mieć możliwość zmiany, poprzez kontrolery i sensory różnego typu, wyglądu nierzeczywistych obiektów oraz przestrzeni wirtualnej. Świat wirtualny zmieniać się będzie pod wpływem muzyki, każdą nutę usłyszymy a ponadto zobaczymy jej wpływ na wirtualne otoczenie – zmiana kolorystyki, rozmiaru, formy obiektów abstrakcyjnych. Efekty badań zostaną zaprezentowane na wystawie w galerii.
    Choć świat wirtualny jest najważniejszym elementem badań, duże znaczenie ma namacalna, interaktywna instalacja przestrzenna. Jest ona pierwszym elementem wpływającym na odwiedzających wystawę. Zawiera ona znaczną ilość sensorów i czujników które będą przekazywać dane na kilka stanowisk prezentacji przestrzeni niewidzialnej. Ale i sama w sobie (bez AR) jest dziełem skończonym.

Project description

Augmented reality was not so long ago a new technology, and any new multimedia technology immediately becomes an asset for designers, directors, filmmakers, video makers and programmers. The shows surprise audiences with new levels of realism, spectacularity, persuasiveness and perfection. Augmented reality technologies have shaken up the entertainment sphere. They have opened up a whole world of new possibilities for theater, cinema, exhibitions and art installations; for all kinds of quests, attractions; for any audiovisual art. AR is penetrating and developing more and more rapidly in all fields, including the arts. Soon it will become a mere tool in the hands of artists, but at the moment sculptures and paintings coming to life on phone screens seem like a miracle.
The implementation of the project Emanation of light. Art in augmented reality brings closer the possibilities of creating new forms and influencing the perception of the viewer. It attempts to blur the boundaries between the real world and digital art, and expands the exhibition space with a virtual layer.
Based on the research, an application for mobile devices and VR glasses will be developed that will allow the viewer to see the virtual world inscribed in reality. Viewers will be able to change, through controllers and sensors of various types, the appearance of unreal objects and virtual space. The virtual world will change under the influence of music, each note will be heard and, in addition, we will see its effect on the virtual environment - changing colors, size, form of abstract objects. The results of the research will be presented at an exhibition in the gallery.
    Although the virtual world is the most important element of the research, the tangible, interactive spatial installation is of great importance. It is the first element influencing visitors to the exhibition. It contains a significant number of sensors that will transmit data to several stations of the invisible space. But also by itself (without AR) it is a complete work.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Reakcje polimeryzacji inicjowane fotochemicznie należą do powszechnie stosowanych i skutecznych strategii wytwarzania zaawansowanych materiałów polimerowych. W ostatnich latach nastąpił ogromny postęp w rozwoju fotopolimeryzacji, co zaowocowało rozszerzeniem zakresu zastosowań tego procesu. Obecnie technologia ta znajduje szerokie zastosowanie w medycynie (światłoutwardzalne wypełnienia stomatologiczne, kleje tkankowe, materiały hydrożelowe), druku 3D, mikroelektronice, produkcji różnego rodzaju powłok ochronnych i dekoracyjnych i wielu innych. Inicjowanie procesu fotopolimeryzacji wymaga wprowadzenia odpowiedniego inicjatora do kompozycji fotoutwardzalnej. Obecność fotoinicjatora jest kluczowym elementem na etapie inicjacji reakcji łańcuchowej. Przykładem wysokoefektywnych inicjatorów polimeryzacji są jednoskładnikowe układy fotoinicjujące. Systemy te wykazują często przewagę nad wieloskładnikowymi fotoinicjatorami.
Aktywnym obszarem badawczym w temacie fotopolimeryzacji są fotoinicjatory aktywne w zakresie promieniowania widzialnego (Vis). Ogromne zapotrzebowanie na nowe materiały polimerowe otrzymywane w wyniku fotopolimeryzacji nieustannie napędza globalny rynek zwiększonej produkcji tych związków. Z tego powodu niezwykle ważne wydają się liczne badania z zakresu syntezy nowych fotoinicjatorów lub ulepszania dotychczas znanych fotoinicjatorów. Z uwagi na szybki rozwój technologii fotoutwardzania, poszukiwanie nowych, bardziej efektywnych fotoinicjatorów polimeryzacji rodnikowej stanowi wyzwanie dla szerokiej grupy naukowców.  Zastosowanie wysokoefektywnych układów do inicjowania reakcji fotopolimeryzacji umożliwia uzyskanie wysokich parametrów kinetycznych procesu sieciowania kompozycji fotoutwardzalnych.

Project description

Photochemically initiated polymerization reactions are among the widely used and successful strategies for producing advanced polymeric materials. In recent years, there has been a huge progress in the development of photopolymerization, which resulted in the expansion of the range of applications of this process. Currently, this technology is widely used in medicine (photocured dental fillings, tissue adhesives, hydrogels), 3D printing, microelectronics, the production of various types of protective and decorative coatings and many others.
Initiating the photopolymerization process requires introducing an appropriate initiator into the photocurable composition. The presence of photoinitiator molecule is a key element in the initiation of the chain reaction. An example of highly effective polymerization initiators are a one-component photoinitiating systems. These systems often have advantages over multicomponent photoinitiators.
An active research area in the field of photopolymerization are photoinitiators active in the area of visible radiation (Vis). The enormous demand for new polymeric materials obtained by photopolymerization continues to drive the global market for increased production of these compounds. For this reason, numerous studies on the synthesis of new photoinitiators or the improvement of well-known photoinitiators seem to be extremely important. Due to the rapid development of photo-curing technology, the search for new, more effective free radical polymerization photoinitiators is a challenge for a wide group of scientists. The use of highly effective systems for the initiation of photopolymerization reactions allows to obtain high kinetic parameters of the crosslinking process of photocurable compositions.
 

Rodzaj działania: Międzynarodowa konferencja naukowa

Opis projektu

Udział w 45th European Congress of Cytology to idealna okazja, aby przyczynić się do rozwoju minimalnie inwazyjnej diagnostyki onkologicznej. Prezentacja zostanie przedstawiona podczas sesji plenarnej "Symposium: Salivary" oraz "Slide Seminar: Thyroid".
W trakcie tych sesji zostanie omówiona diagnostyka różnicowa guzów ślinianek oraz tarczycy, ze szczególnym uwzględnieniem mięsaków. Przedstawione zostaną również wyniki jednego z autorskich projektów zrealizowanych w Institut Curie w Paryżu.

Project description

Active participation in the 45th European Congress of Cytology represents a significant opportunity for me to contribute to the field of cytology. The presentation will be given during the "Symposium: Salivary" and "Slide Seminar: Thyroid" plenary sessions. During these sessions, the differential diagnosis of salivary gland and thyroid tumors will be discussed, with particular emphasis on sarcomas. The results of one of the author's projects carried out at the Institut Curie in Paris will also be presented.

Rodzaj działania: Publikacja naukowa w otwartym dostępie

Opis projektu

Ziemniak stanowi podstawę diety wielu ludzi. Zaliczany jest do grupy najważniejszych roślin uprawnych. Działalność człowieka doprowadziła do powstania około 10 000 odmian, które mają szerokie zastosowanie – od przetwórstwa spożywczego i przemysłowego do bezpośredniego spożycia. Ważnym kierunkiem przetwórstwa ziemniaka jest produkcja wyrobów uszlachetnionych oraz skrobi.  Rynek przetwórstwa ziemniaka w zakresie produktów uszlachetnionych, w Polsce i na świecie, cały czas intensywnie się rozwija, dzięki czemu producenci mają możliwość ciągłego poprawiania jakości produktu końcowego. Szczególnie ważne znaczenie odgrywa produkcja chipsów, które stanowią aż 35% wszystkich przekąsek dostępnych na rynku. Jakość chipsów zależy od czynników biotycznych i abiotycznych, jednak jest ona w dużym stopniu związana z jakością skrobi. Należy pamiętać, że jakość skrobi jest trudnym zagadnieniem ze względu na szeroki zakres cech ją opisujących. O właściwościach skrobi decyduje jakość materiału wyjściowego, która w znacznym stopniu jest zdeterminowana cechami odmianowymi, praktyką agrotechniczną, a także czasem i warunkami przechowywania. Ważnym aspektem w ostatnich latach jest ochrona środowiska. Zastosowane w badaniach substancje w formie modulatorów plonu umożliwiają ograniczenie negatywnego wpływu upraw rolniczych na środowisko naturalne, gdyż ich stosowanie wpisuje się w rolnictwo zrównoważone. Przeprowadzone dwuletnie badania dotyczące oceny parametrów jakości skrobi w zależności od stosowania modulatorów i przechowywania dostarczyły cennych wyników mogących stanowić rekomendację dla rolników zajmujących się uprawą odmian ziemniaka przeznaczonych do produkcji chipsów i skrobi.

Project description

Potato is a staple of many people's diet. It is ranked among the most important crops. Human activity has led to the development of about 10,000 varieties, which have a wide range of applications - from food and industrial processing to direct consumption. An important direction of potato processing is the production of refined products and starch.  The potato processing market in the field of refined products, in Poland and around the world, is developing intensively all the time, so that producers have the opportunity to constantly improve the quality of the final product. Of particular importance is the production of chips, which account for as much as 35% of all snacks available on the market. The quality of chips depends on biotic and abiotic factors, but it is largely related to the quality of starch. It should be remembered that starch quality is a difficult issue due to the wide range of characteristics that describe it. The properties of starch are determined by the quality of the starting material, which is largely determined by varietal characteristics, agrotechnical practices, as well as storage time and conditions. An important aspect in recent years is environmental protection. The substances used in the study in the form of yield modulators make it possible to reduce the negative impact of agricultural crops on the environment, as their use is part of sustainable agriculture. A two-year study on the evaluation of starch quality parameters depending on the use of modulators and storage provided valuable results that can provide recommendations for farmers growing potato varieties for the production of chips and starch. 
 

Rodzaj działania: Międzynarodowa konferencja naukowa

Opis projektu

Rozdrabnianie, jako proces trwałego podziału struktury materiału towarzyszy wielu operacjom przetwórczym. W przypadku ziaren biomasy, np. ziaren ryżu, niekontrolowane uszkodzenia mechaniczne w postaci pęknięć, rozdrobnienia, rozłupywania zachodzące w wyniku zderzeń z elementami roboczymi i innymi ziarnami powodują pogorszenie jakości surowca i zubożenie plonów na skutek strat materiałowych. Z drugiej strony, rozdrabnianie jest zjawiskiem niezbędnym w dalszym przetwórstwie biomasy, np. w celu przygotowania pasz, półproduktów spożywczych, czy biopaliw. Jednymi z najczęściej występujących obciążeń podczas przetwarzania ziaren są obciążenia ściskające. Do tej pory, nie zaproponowano modeli rozdrabniania i nie wyjaśniono przebiegu podziału materiału w zależności od czynników takich jak wielkość ziarna, wilgotność, czy wielokrotność obciążeń. Na podstawie przeprowadzonych badań własnych zidentyfikowano typowy wzorzec pęknięcia ziarna ryżu pod wpływem obciążeń ściskających. Określono wpływ wielkości ziarna i wilgotności na wytrzymałość i prawdopodobieństwo rozdrobnienia i wyznaczono funkcję opisującą zmiany parametrów rozkładu prawdopodobieństwa w zależności od wspomnianych parametrów. Na podstawie wyników badań w warunkach obciążeń cyklicznych zidentyfikowano mechanizm osłabiania struktury ziaren ryżu i stopień uszkodzeń w zależności od liczby cykli obciążeń. Na tej podstawie określono zmiany liczby cykli obciążeń do rozdrobnienia ziarna w zależności od wilgotności i wielkości ziarna. Wyznaczone zależności zastosowane w procesie budowy i optymalizacji maszyn przyczynią się do skutecznego ograniczenia niepożądanego łamania ziarna w urządzeniach przetwórczych, takich jak przenośniki, maszyny do zbioru, zmniejszenia ich energochłonności oraz celowego sterowania cechami konstrukcyjnymi rozdrabniaczy przeznaczonych do rozdrabniania ziaren ryżu. konferencji ASABE International Meeting 2024 będzie doskonałą platformą do dyskusji, weryfikacji  otrzymanych wyników, pozyskania potencjalnych partnerów na polu naukowym, także w sferze wykorzystania i komercjalizacji wyników badań w sferze przemysłowej. Wydarzenie to jest bowiem jednym z największych corocznych zgromadzeń specjalistów, inżynierów, naukowców ASABE i przedstawicieli przemysłu zainteresowanych tematyką przetwórstwa ziaren zbóż i innowacji w zakresie konstrukcji maszyn przetwórczych.

Project description

Breakage, as a process of permanent division of the material structure, accompanies many processing operations. In the case of biomass grains, e.g. rice grains, uncontrolled mechanical damage in the form of cracks, fragmentation and splitting occurring as a result of collisions with working elements and other grains cause deterioration of the quality of the raw material and impoverishment of crops yield due to material losses. On the other hand, breakage is a necessary phenomenon in the further processing of biomass, e.g. for the preparation of feed, semi-finished food products or biofuels. One of the most common loads during grain processing are compressive loads. So far, no grinding models have been proposed and the course of material division depending on factors such as grain size, moisture content or cyclicity of loads has not been explained. Based on own research, a typical pattern of rice grain cracking under the influence of compressive loads was identified. The influence of grain size and moisture on the strength and probability of fragmentation was determined, and a function describing changes in the parameters of the probability distribution depending on the mentioned parameters was determined. Based on the results of tests under cyclic loads, the mechanism of weakening the structure of rice grains and the degree of damage depending on the number of load cycles were identified. On this basis, changes in the number of load cycles for grain breakage were determined depending on moisture and grain size. The determined dependencies used in the process of building and optimizing machines will contribute to the effective reduction of undesirable grain breaking in processing devices, such as conveyors and harvesting machines, reducing their energy consumption and targeted control of the design features of shredders intended for crushing rice grains. Participation in the ASABE International Meeting 2024 conference will be an excellent platform for discussion, verification of the results obtained, and acquiring potential partners in the scientific field, also in the field of use and commercialization of research results in the industrial sphere. This event is one of the largest annual gatherings of ASABE specialists, engineers, scientists and industry representatives interested in the subject of cereal grain processing and innovations in the design of processing machines.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Chropowatość jest jednym z najważniejszych parametrów w przypadku oceny stopnia wykończenia powierzchni analizowanych materiałów inżynierskich. Dany pomiar może być podstawą w określaniu czy badana powierzchnia spełnia normy przemysłowe, wymogi bezpieczeństwa jak również być wyznacznikiem zastosowania odpowiednich parametrów procesowych na etapie wytwarzania analizowanych powierzchni. Ciągły rozwój wielu gałęzi techniki, głównie mechaniki precyzyjnej, optyki jak i elektroniki skutkuje wzrostem wymagań dotyczących dokładności i zdolności rozdzielczej urządzeń pomiarowych wykorzystywanych do analizy stanu powierzchni. Istnieje szereg przypadków gdzie potrzeba pomiaru nierówności powierzchni może wynosić nawet kilka mikrometrów. Pomimo iż w dzisiejszych czasach pomiar stanu powierzchni odbywa się z zastosowaniem profilometrów o bardzo wysokiej dokładności, to nie brakuje przypadków, w których korzystniejsze jest wykorzystanie metod bezstykowych. 
Jednym z takich przypadków jest sytuacja, gdzie powierzchnie powstałe w wyniku bardzo precyzyjnej obróbki mogą być narażone na zetknięcie z ostro zakończoną igłą pomiarową. Może to prowadzić do uszkodzenia powierzchni, zmiany jej właściwości fizycznych lub pozostawić niepożądane zanieczyszczenia. Kolejnym przypadkiem przewagi pomiarów bezstykowych nad stykowymi jest możliwość przeprowadzenia pomiarów w miejscach, gdzie igła pomiarowa nie byłaby w stanie dotrzeć. 
Zyskującą dużą popularność bezstykową metodą analizy stanu powierzchni jest cyfrowa mikroskopia optyczna. Optyczne metody profilometryczne polegają na wykorzystaniu zjawisk optycznych do wyznaczania zarysu nierówności powierzchni. Nowoczesne mikroskopy optyczne wyposażone są w szereg rozwiązań umożliwiających zmianę powiększenia analizowanej struktury, intensywności, rodzaju, jak i kąta padania promieni świetlnych. Każdy z tych parametrów może mieć wpływ na wartość uzyskanych parametrów chropowatości dla powierzchni poddanych różnym rodzajom obróbki mechanicznej. 
Celem badań jest wyznaczenie odpowiedniej metody doboru parametrów procesowych podczas analizy stanu powierzchni z zastosowaniem mikroskopu optycznego pozwalających na uzyskanie wyników, które będą zbliżone do wartości wzorcowych. Uzyskane rezultaty umożliwią ujednolicenie procedury pomiaru chropowatości optycznej oraz mogą wyeliminować błędy pomiarowe powstające na skutek nieodpowiedniego doboru parametrów.

Project description

Roughness is one of the most important parameters when assessing the degree of surface finish of the analyzed engineering materials. That kind of measurement may be the basis for determining whether the tested surface meets industrial standards and safety requirements, as well as being a determinant of the use of appropriate process parameters at the stage of manufacturing the analyzed surfaces. The continuous development of many branches of technology, mainly precision mechanics, optics and electronics, results in increased requirements regarding the accuracy and resolving power of measuring devices used to analyze the surface condition. There are a number of cases where the need to measure surface irregularities may be up to several micrometers. Although nowadays the surface condition is measured using very high accuracy profilometers, there are many cases in which it is more advantageous to use non-contact methods. One such case is a situation where surfaces resulting from very precise machining may be exposed to contact with a sharp measuring needle. This may damage the surface, change its physical properties or leave undesirable contaminants. Another advantage of non-contact measurements over contact measurements is the ability to perform measurements in places where a measuring needle would not be able to reach.
A contactless method of surface condition analysis that is becoming very popular is digital optical microscopy. Optical profilometric methods involve the use of optical phenomena to determine the outline of surface irregularities. Modern optical microscopes are equipped with a number of solutions that enable changing the magnification of the analyzed structure, intensity, type and angle of incidence of light rays. Each of these parameters may affect the value of the roughness parameters obtained for surfaces subjected to various types of mechanical processing.
The aim of the research is to determine an appropriate method for selecting process parameters when analyzing the surface condition using an optical microscope, allowing obtaining results that will be close to the reference values. The obtained results will make it possible to standardize the procedure for measuring optical roughness and may eliminate measurement errors resulting from inappropriate selection of parameters.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Ostatnie dziesięciolecia przyniosły rewolucję w świecie nauki, dzięki rozwojowi nanotechnologii. To niezwykłe pole badawcze, które zmienia oblicze medycyny i wielu innych dziedzin. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów jest tworzenie nanometrycznych cząstek metali i półprzewodników, takich jak złoto (Au) i tlenek cynku (ZnO), które mają niesamowite właściwości antybakteryjne. To właśnie te niezwykłe właściwości skupiły na sobie uwagę naukowców, którzy postawili sobie ambitny cel: opracowanie nowatorskiej metody produkcji hybrydowych nanocząstek Au-ZnO. Co to oznacza? Otóż, do produkcji tych nanocząstek zostaną wykorzystane naturalne ekstrakty z polskich ziół, jako potężne narzędzia redukujące. Dodatkowo, za nośnik dla tych nanocząstek posłuży krzemionka pozyskiwana z glonów! 
Naturalne reduktory, które znajdziemy w niektórych ziołach, odgrywają kluczową rolę w procesie produkcji nanocząstek. Te związki bioaktywne mają zdolność zamieniać jony metali w nanometryczne cząstki. To nie tylko kwestia ekologii, ale także potencjalnych korzyści biologicznych, jakie te substancje wprowadzają do nanocząstek. Pierwszy etap badań skoncentruje się na analizie chemicznej tych ziół, aby odkryć tajemnice Ostatnie dziesięciolecia przyniosły rewolucję w świecie nauki, dzięki rozwojowi nanotechnologii. To niezwykłe pole badawcze, które zmienia oblicze medycyny i wielu innych dziedzin. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów jest tworzenie nanometrycznych cząstek metali i półprzewodników, takich jak złoto (Au) i tlenek cynku (ZnO), które mają niesamowite właściwości antybakteryjne. To właśnie te niezwykłe właściwości skupiły na sobie uwagę naukowców, którzy postawili sobie ambitny cel: opracowanie nowatorskiej metody produkcji hybrydowych nanocząstek Au-ZnO. Co to oznacza? Otóż, do produkcji tych nanocząstek zostaną wykorzystane naturalne ekstrakty z polskich ziół, jako potężne narzędzia redukujące. Dodatkowo, za nośnik dla tych nanocząstek posłuży krzemionka pozyskiwana z glonów!
Podsumowując, to badanie ma na celu nie tylko opracowanie innowacyjnych metod produkcji ekologicznych nanocząstek, ale także poszerzenie możliwości walki z opornymi na leki bakteriami. To krok w kierunku zrównoważonej nanotechnologii, która integruje innowacje z ekologicznymi metodami produkcji. Oto jak nanotechnologia może rewolucjonizować medycynę i wpływać na jakość naszego zdrowia!

Project description

In recent decades, a scientific revolution has been ushered in by the development of nanotechnology. This extraordinary research field is transforming the landscape of medicine and numerous other disciplines. One of the most promising areas within this domain involves the creation of nanometric particles of metals and semiconductors, such as gold (Au) and zinc oxide (ZnO), which exhibit remarkable antibacterial properties. These extraordinary characteristics have captured the attention of scientists who have set an ambitious goal: the development of an innovative method for producing hybrid Au-ZnO nanoparticles. What does this signify? Natural extracts from Polish herbs will be utilized as potent reducing agents in the production of these nanoparticles. Additionally, silica obtained from algae will serve as a carrier for these nanoparticles.
Natural reducers found in certain herbs play a pivotal role in the process of nanoparticle production. These bioactive compounds possess the ability to transform metal ions into nanometric particles. This is not merely an ecological concern but also involves potential biological benefits introduced by these substances into the nanoparticles. The initial stage of the research will focus on the chemical analysis of these herbs to unveil the secrets of their metal-reducing capabilities. Subsequent stages of the research will concentrate on refining the production process of hybrid Au-ZnO nanoparticles, utilizing natural reducers and a matrix of biogenic diatomaceous silica. Adjustment of process parameters will enable the production of nanoparticles with optimal properties. Advanced analytical techniques will aid in their structural, morphological, and phase analysis.
Now, of utmost importance: these microscopic wonders have the potential to revolutionize medicine. Due to their antibacterial properties, Au-ZnO nanoparticles could serve as an effective weapon against antibiotic-resistant bacteria. Minimum inhibitory concentration (MIC) values will be determined against selected bacterial species.
 

Rodzaj działania: Publikacja naukowa w otwartym dostępie

Opis projektu

Do modyfikacji polimerów termoplastycznych powszechnie stosowane są napełniacze wpływające na poprawę właściwości przetwórczych i użytkowych. Wśród polimerów termoplastycznych na szczególną uwagę zasługuje poli(chlorek winylu) (PVC), ponieważ cechuje go podatność na modyfikację właściwości w szerokim zakresie przy wykorzystaniu napełniaczy zarówno nieorganicznych (talk, kreda, haloizyt itp.) jak i organicznych (lignina, mączka drzewna itp.). W literaturze przedstawiono wiele przykładów zastosowania haloizytu i mączki drzewnej jako napełniaczy poli(chlorku winylu), natomiast nie opisano wpływu zastosowania obu materiałów jednocześnie na właściwości przetwórcze i użytkowe kompozytów.
Wprowadzenie surowego haloizytu do matrycy PVC nie zawsze wiąże się z poprawą właściwości mechanicznych kompozytów z uwagi na obecność aglomeratów napełniacza. Rozwiązaniem tego problemu może być modyfikacja powierzchni wpływająca korzystnie na dyspersję napełniacza w osnowie i poprawę oddziaływań na granicy faz polimer-napełniacz. Modyfikację powierzchni haloizytu można przeprowadzić metodą chemiczną lub fizyczną, co jest często niekorzystne w aspekcie ekologicznym, ekonomicznym i generuje konieczność przeprowadzenia dodatkowych operacji. Zasadne jest zatem wprowadzenie do osnowy PVC napełniacza o odmiennej morfologii cząstek, czego efektem jest poprawa dyspersji napełniacza mineralnego i w konsekwencji korzystne właściwości.
W wyniku przeprowadzonych obserwacji metodą SEM potwierdzono uzyskanie materiału kompozytowego o jednorodnej dystrybucji napełniaczy. Skutkiem dobrej dystrybucji nanocząstek w matrycy polimerowej jest ponad dwukrotnie wyższa stabilność termiczna kompozytów PVC z mączką drzewną i haloizytem oceniona metodą czerwieni Kongo w porównaniu do nienapełnionego PVC, co jest związane z efektem barierowym stosowanego napełniacza mineralnego. Z analizy TGA wynika, że haloizyt w mieszaninie PVC z mączką drzewną przyczynia się do znacznego obniżenia ubytku masy w temperaturze przetwórstwa w porównaniu do kompozytów PVC z mączką drzewną, co pozwala na bezpieczne przetwórstwo tych materiałów. Efekt synergistyczny działania mączki drzewnej i haloizytu w kompozytach PVC stwierdzono również w przypadku właściwości mechanicznych, gdzie odnotowano wzrost sztywności i wytrzymałości w stosunku do kompozytów PVC z mączką drzewną. Z punktu widzenia praktyki przemysłowej zastosowanie proponowanego w pracy rozwiązania materiałowego wykazuje duży potencjał aplikacyjny.

Project description

Fillers are commonly used to modificate thermoplastic polymers to improve processing and functional properties. Among thermoplastic polymers, poly(vinyl chloride) (PVC) deserves special attention, as it is characterised by its susceptibility to a wide range of property modification using both inorganic (talc, chalk, halloysite, etc.) and organic (lignin, wood flour, etc.) fillers. While many examples of the use of halloysite and wood flour as fillers for poly(vinyl chloride) have been reported in the literature, the effect of using both materials simultaneously on the processing and application properties of the composites has not been reported.

The introduction of raw halloysite into the PVC matrix is not always related to an improvement in the mechanical properties of the composites due to the presence of filler agglomerates. A solution to this problem can be surface modification that has a positive effect on filler dispersion in the matrix and improves interactions at the polymer-filler interface. Modification of the halloysite surface can be made by chemically or physically, which is often unfavourable ecologically, economically and generates an additional operation It is therefore reasonable to introduce a filler with a different particle morphology into the PVC matrix, resulting in improved mineral filler dispersion and consequently advantageous properties.
Observations by SEM have confirmed the obtaining of a composite material with a homogeneous distribution of fillers. As a result of the favourable distribution of nanoparticles in the polymer matrix, the thermal stability of PVC composites with wood flour and halloysite evaluated by the Congo Red method is more than twice as high as that of unfilled PVC, which is related to the barrier effect of the mineral filler used. The TGA analysis shows that halloysite in the PVC-wood flour blend contributes to a significant reduction in weight loss at processing temperature compared to PVC-wood flour composites, leading to safe processing of these materials. The synergistic effect of wood flour and halloysite in PVC composites was also found in the case of mechanical properties, where an enhancement in stiffness and strength was noted compared to PVC composites with wood flour. From the point of view of industrial practice, the application of the material solution proposed in this paper shows great application potential.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Cienkie warstwy złota odgrywają kluczową rolę w dziedzinie nowoczesnych technologii i znajdują zastosowanie, między innymi w biosensorach. Proces wytwarzania takich cienkich warstw opiera się na bardzo zaawansowanych technikach. Powodują one, że otrzymane w ten sposób warstwy są niesamowicie cienkie, często na poziomie kilku nanometrów, co czyni je idealnymi do zastosowań w biosensorach. Nanostruktury złota cieszą się dużym zainteresowaniem badaczy ze względu na swoje unikalne właściwości fizyczne i chemiczne. Nanocząstki silnie absorbują światło i są fotostabilne. Ponadto charakteryzują się biokompatybilnością, to znaczy, że nie wywołują reakcji immunologicznych ani toksycznych efektów w organizmach żywych. W połączeniu z polimerami, cienkie warstwy złota zyskują nowe właściwości, a taki dwuskładnikowy system będzie tworzył trwałą i skuteczną powierzchnię detekcyjną. 
Celem niniejszego projektu będzie wytworzenie i scharakteryzowanie cienkich warstw złota i polimeru pod kątem ich przyszłego zastosowania w biosensorach.  Planowane jest wytworzenie następujących dwóch struktur: (i) cienkie warstwy polimer/złoto oraz (ii) cienkowarstwowa hybrydowa struktura zawierająca nanocząstki złota w matrycy polimerowej. Planowane badania dostarczą informacji na temat optymalizacji procesu wytwarzania cienkich warstw złota i polimeru w celu zwiększenia ich efektywności i stabilności. W rezultacie, planowane badania mają na celu nie tylko poszerzenie naszej wiedzy na temat tej zaawansowanej technologii, ale także stworzenie podstaw do dalszego rozwoju nowoczesnych biosensorów.

Projekt description

Thin layers of gold play a main role in the field of modern technologies and are used, among others, in biosensors. The process of producing such thin layers is based on very advanced techniques. They make the layers obtained in this way incredibly thin, often at the level of several nanometers, which makes them ideal for biosensor applications. Gold nanostructures are of great interest to researchers due to their unique physical and chemical properties. Nanoparticles strongly absorb light and are photostable. Moreover, they are biocompatible, which means that they do not cause immunological reactions or toxic effects in living organisms. When combined with polymers, thin layers of gold gain new properties, and such a two-component system will create a durable and effective detection surface.
The aim of this project will be production and characterization of thin layers of gold and polymer for their future use in biosensors. It is planned to produce the following two structures: (i) polymer/gold thin films and (ii) a thin-film hybrid structure containing gold nanoparticles in a polymer matrix. The planned research will provide information on optimizing the process of producing gold and polymer thin layers in order to increase their efficiency and stability. As a result, the planned research is aimed not only at expanding our knowledge about this advanced technology, but also at laying the foundations for the further development of modern biosensors.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

W praktyce inżynierskiej każda odpowiedzialna konstrukcja poddawana jest szeregowi testów i analiz zmierzających do weryfikacji jej wytrzymałości, trwałości itp. Parametry materiału, z którego wytworzona jest dana konstrukcja, w znaczącym stopniu definiują długość jej bezawaryjnego użytkowania. 
W przypadku elementów konstrukcyjnych poddanych zmiennym obciążeniom niezwykle ważna jest znajomość ich własności zmęczeniowych. Charakter występujących obciążeń zmiennych determinuje liczbę cykli do wystąpienia uszkodzenia, a więc też okres bezawaryjnej eksploatacji maszyny. Posiadając odpowiednie narzędzia i metody badawcze możliwe jest prognozowanie trwałości zmęczeniowej. Wiele obiektów technicznych przeznaczonych jest do długotrwałej pracy w zmiennych warunkach obciążeń zmęczeniowych. W takim przypadku trwałość zmęczeniową konstrukcji prognozuje się wykorzystując hipotezy kumulacji uszkodzeń. Ze względu na kosztowność i czasochłonność badań zmęczeniowych związaną z klasycznie wykorzystywaną aparaturą badawczą hipotezy te zostały zweryfikowane dla liczby cykli nie przekraczającej znacząco granicy 10 mln. Nowoczesne konstrukcje coraz częściej budowane są przy założeniu trwałości sięgającej nawet 10 mld cykli. Problemem więc staje się weryfikacja doświadczalna w zakresie gigacyklowym, racjonalna z punktu widzenia czasu badań i ich energochłonności. Dotychczasowe problemy związane głównie ze stosowaną aparaturą zostały w dużym stopniu ograniczone dzięki opracowaniu ultrasonicznych systemów do badań zmęczeniowych pracujących z częstotliwością obciążania wynoszącą 20 kHz. Badania przy zastosowaniu systemów ultrasonicznych pozwalają na weryfikację wybranych hipotez kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych w zakresie gigacyklowym oraz opracowanie zaleceń dotyczących ich stosowania w tym obszarze. Oprócz różnych trwałości badanych materiałów obserwowane są też różnice w charakterze pęknięć zmęczeniowych. Mechanizmy pękania mogą być znacznie bardziej skomplikowane w przypadku obciążeń o zmiennej amplitudzie, stąd właściwa ich analiza pozwoli dostarczyć nowych informacji o przyczynie pęknięcia i o ewentualnych możliwościach jego prognozowania.
W ramach planowanych działań zostanie wytworzony uchwytu umożlwiający uzyskanie przełomu rozdzielczego w nie w pełni pękniętych próbkach. Zbudowane zostanie również stanowisko umożliwiające monitorowanie procesu pękania w trakcie próby oraz analizę przełomów próbek. Narzędzia te pozwolą lepiej przeanalizować proces pękania w badanych materiałach oraz makro-fraktografię przełomów.

Project description

In engineering practice, every responsible structure is subjected to a series of tests and analyses aimed at verifying its strength, durability, etc. The parameters of the material from which a structure is made significantly define the length of its trouble-free use. In the case of structural components subjected 
to variable loads, it is extremely important to know their fatigue properties. The nature of the variable loads that occur determines the number of cycles to failure, and therefore the period of failure-free operation of the machine. With the right tools and test methods, it is possible to predict fatigue life. Many engineering structures are designed for long-term operation under varying fatigue loading conditions. In this case, the fatigue life of the structure is predicted using damage accumulation hypotheses. Due to the costly and time-consuming nature of fatigue testing associated with classically used testing apparatus, these hypotheses have been verified for a number of cycles not significantly exceeding the limit of 10 million. Modern structures are increasingly being built with an assumed life of up to 10 billion cycles. Thus, the problem becomes experimental verification in the gigacycle regime, rational from the point of view of testing time and energy intensity. To date, the problems mainly related to the apparatus used have been greatly reduced by the development of ultrasonic fatigue testing systems operating at a loading frequency of 20 kHz. Tests using ultrasonic systems make it possible to verify selected hypotheses of fatigue damage accumulation in the gigacycle regime and to develop recommendations for their application in this area. 
In addition to the different durability of the tested materials, differences in the nature of fatigue cracks are also observed. The fracture mechanisms can be much more complicated in the case of loads of variable amplitude, and hence a proper analysis of them will allow to provide new information about the cause of the fracture and possible possibilities for its prediction.
As part of the planned work, a fixture will be developed to enable a resolution breakthrough in incompletely fractured samples. A stand will also be built to monitor the fracture process during the test and analyze the fracture of the samples. These tools will allow better analysis of the fracture process in the tested materials and macro-fractography of cracks.
 

Rodzaj działania: Publikacja w otwartym dostępie

Opis projektu

Ciekawą alternatywą dla tradycyjnie uprawianego, żółtego jęczmienia mogą być formy czarnoziarniste tej rośliny. Na szczególną uwagę zasługują dwie z nich: Hordeum vulgare var. rimpaui i Hordeum vulgare var. nigricans, wyróżniają się bowiem wysoką zawartością substancji przeciwutleniających, takich jak flawonoidy, kwasy fenolowe, karotenoidy i fitomelanina. 
Pełne wykorzystanie potencjału tych roślin nie jest jednak możliwe bez przeprowadzenia odpowiednich badań i dostosowania technologii uprawy. Celem przeprowadzonego doświadczenia było zrozumienie wpływu różnych gęstości siewu na cechy fizjologiczne roślin. Gęstość siewu ma bowiem istotne znaczenie dla kształtu rośliny, wpływa na zarządzanie wodą, substancjami odżywczymi i dostępem do światła. Dodatkowo, wpływa na presję ze strony organizmów szkodliwych i kształtuje strukturę systemu korzeniowego.
Przeprowadzono dwuletnie badania polowe, testując oba genotypy jęczmienia przy różnych gęstościach siewu, od 250 do 450 ziaren na metr kwadratowy. Analizowali wskaźniki funkcjonowania fotosyntezy, względną zawartość chlorofilu oraz powierzchnię liściową roślin. Okazało się, że interakcja między rokiem badań, genotypem a gęstością siewu istotnie wpływała na fizjologiczne cechy roślin.
Badania są istotne ponieważ pomagają zrozumieć, jak optymalnie uprawiać te cenne genotypy i jak można przyczynić się do zwiększenia wydajności uprawy i jakości plonu poprzez odpowiednią gęstość siewu. Wartość ekonomiczna tych genotypów może być potencjalnie znacząca, a odpowiednia technologia uprawy stanie się kluczowym elementem ich efektywnego wykorzystania.

Project description

An interesting alternative to the traditionally cultivated yellow barley may be the black-grain forms of this plant. Two of these deserve special attention: Hordeum vulgare var. rimpaui and Hordeum vulgare var. nigricans, as they are distinguished by their high content of antioxidant substances such as flavonoids, phenolic acids, carotenoids and phytomelanin.
However, it is not possible to fully exploit the potential of these plants without appropriate research and adaptation of cultivation technology. The aim of the experiment was to understand the effect of different sowing densities on the physiological characteristics of the plants. Indeed, sowing density has important implications for plant shape, and affects the management of water, nutrients and access to light. In addition, it influences pest pressure and shapes the structure of the root system.
A two-year field study was conducted, testing both barley genotypes at different sowing densities, from 250 to 450 grains per square metre. They analysed indicators of photosynthetic function, relative chlorophyll content and plant leaf area. They found that the interaction between study year, genotype and sowing density significantly affected the physiological characteristics of the plants.
The research is important because it helps to understand how to optimally cultivate these valuable genotypes and how to contribute to crop yield and yield quality through appropriate sowing density. The economic value of these genotypes could potentially be significant and appropriate cultivation technology will become a key element in their efficient use
 

Rodzaj działania: Międzynarodowa konferencja naukowa

Opis projektu

Rozwój embrionalny drobiu zależy od wielu czynników mających bezpośredni wpływ na cechy morfologiczne i fizykochemiczne jaj wylęgowych oraz ich struktur. Jednym z czynników środowiskowych jest okres przechowywania jaj przed rozpoczęciem inkubacji. Ma to praktyczny charakter, ze względu na uzasadnienie ekonomiczne i efektywną organizację lęgu w zakładach wylęgu drobiu. Za optymalny czas magazynowania jaj wylęgowych uznaje się 3 – 4 dni, przy czym maksymalny czas wynosi 7 dni. Niemniej jednak, wraz z czasem wartość biologiczna jaj maleje, co wpływa na obniżoną efektywność lęgu i wylęgu piskląt, a także ich jakość. Celem badań była ocena parametrów lęgu i wylęgu oraz jakości piskląt wyklutych z jaj wylęgowych pozyskanych ze stada reprodukcyjnego kur ogólnoużytkowych Rosa 1, a także analiza cech fizykochemicznych struktur pozazarodkowych w wybranych dniach inkubacji, z uwzględnieniem czasu przechowywania jaj wylęgowych przez 4 i 7 dni. Ze względu na to, iż przechowywanie jaj jest czynnikiem obniżającym efektywny wylęg, w omawianych badaniach, podjęto próbę wyjaśnienia mechanizmów, a także analizę zmian w strukturach pozazarodkowych, w tym białka gęstego i płynu owodniowego. Szczególnie, podjęto ocenę aktywności hydrolitycznej lizozymu (muramidazy), jako bariery ochronnej mającej zdolność lizy ścian komórkowych bakterii, a także lepkości omawianych struktur, które stanowią barierę mechaniczną przed wnikaniem drobnoustrojów do rozwijającego się zarodka. Badania są kontynuacją poprzednich pojedynczych działań naukowych (DNM 5/2022, DNM 23/2023, DNM 24/2023), a prezentacja ich na międzynarodowej konferencji pozwoli na zaprezentowanie dotychczasowych wyników. Konferencja The 75th EAAP Annual Meeting (1 – 5 września 2024 r., Florencja, Włochy), jest jedną z bardziej uznanych konferencji Europejskiej Federacji Nauk o Zwierzętach. Aktywne uczestnictwo potencjalnie pozwoli na naukowe konsultacje i nawiązywanie kontaktów, co wpisuje się w strategie partnerstw naukowych.

Project description

The embryonic development of poultry depends on many factors that directly impact the morphological and physicochemical characteristics of hatching eggs and their structures. One environmental factor is the eggs' storage period before incubation begins, which is practical due to the economic justification and effective hatching organization in poultry hatcheries. The optimal storage time for hatching eggs is 3 – 4 days, with a maximum of 7 days. However, over time, the biological value of eggs decreases, which reduces the efficiency and quality of hatching of chicks. The study aimed to assess the hatching parameters and the quality of chicks hatched from eggs obtained from the reproductive flock of Rosa 1 general-purpose hens, as well as to analyze the physicochemical features of extra-embryonic structures on selected days of incubation, considering the storage time of hatching eggs for 4 and 7 days. Because egg storage is a factor that reduces effective hatching, the discussed research attempted to explain the mechanisms and analyze changes in extra-embryonic structures, including dense protein and amniotic fluid. In particular, the hydrolytic activity of lysozyme (muramidase) was assessed as a protective barrier with the ability to lyse bacterial cell walls, as well as the viscosity of the structures in question, which constitute a mechanical barrier against the penetration of microorganisms into the developing embryo. The research is a continuation of previous individual scientific activities (DNM 5/2022, DNM 23/2023, DNM 24/2023), and their presentation at an international conference will allow the presentation of current results. The 75th EAAP Annual Meeting (September 1 – 5, 2024, Florence, Italy) is one of the most recognized conferences of the European Federation of Animal Sciences. Active participation will potentially allow for scientific consultations and networking, part of scientific partnership strategies.
 

Rodzaj działania: Międzynarodowa konferencja naukowa

Opis projektu

Produkcja mięsa kaczek w Polsce na przestrzeni ostatnich lat dynamicznie wzrasta. Jednocześnie, przed sektorem rolno-spożywczym stoi wiele wyzwań, które związane są m. in. ze wzrostem cen produkcji czy chorobami, co ma istotne znaczenie w aspekcie efektywności i ekonomiki. Po ponad 16 latach od wprowadzenia zakazu stosowania antybiotykowych stymulatorów wzrostu (ASW) w żywieniu drobiu podjęto szereg badań nad zastosowaniem różnych preparatów o korzystnym działaniu na odporność, wzrost ptaków i efektowność produkcji. Naturalną alternatywę do ASW mogą stanowić probiotyki, prebiotyki, synbiotyki, eubiotyki, zioła, enzymy, kwasy organiczne oraz glinokrzemiany. Haloizyt jest naturalnym minerałem, którego największe złoże w Polsce występuje w województwie dolnośląskim. Należy do grupy glinokrzemianów i ma różnorodną budowę. Jednakże, najczęściej występuje ona w postaci nanorurkowej. Jego główną cechą jest wysoka zdolność absorpcji różnorodnych substancji, co przyczyniło się do możliwości jego zastosowania w innych sektorach przemysłu np. jako wkład filtrujący. Korzystny wpływ glinokrzemianów na produkcję drobiu wykazano poprzez zwiększenie integralności jelit, poprawę wchłaniania składników pokarmowych oraz zwiększenie przyrostów masy ciała ptaków. Ich wysoka zdolność wchłaniania wody pozwala wspierać utrzymanie wysokiej jakości ściółki podczas odchowu, prowadząc do zredukowania występowania zapalenia podeszw stóp drobiu (foot pad dermatitis). Z drugiej strony na wybranych minerałach stwierdzono, że mogą zwiększać lepkość treści jelitowej oraz ograniczać dostępność białka paszowego. Dotychczasowe badania w dużej mierze przeprowadzano nad wpływem zastosowania zeolitu (klinoptylolit) w odchowie drobiu. W związku z tym podjęcie badań nad wpływem zastosowania 1% dodatku haloizytu w paszy dla kaczek rzeźnych pozwoliło na poszerzenie dostępnej wiedzy z tego zakresu. Badania realizowane są w ramach projektu Sonata 17 – UMO-2021/43/D/NZ9/01756 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki. Uczestnictwo w międzynarodowej konferencji the 75th EAAP Annual Meeting (1 – 5 września 2024 r., Florencja, Włochy) pozwoli na przedstawienie wyników badań oraz potencjalną dyskusję z przedstawicielami innych ośrodków badawczych.

Project description

Duck meat production in Poland has been increasing dynamically over recent years. At the same time, the agri-food sector faces many challenges, including increased production prices or diseases, which are essential in terms of efficiency and economics. More than 16 years after the ban on antibiotic growth promoters (AGP) in poultry feeding, several studies have been undertaken on various treatments that benefit the immunity, growth of birds, and production efficiency. Natural alternatives to AGP may include probiotics, prebiotics, synbiotics, eubiotics, herbs, enzymes, organic acids, and aluminosilicates. Halloysite is a natural mineral; the largest deposit in Poland is in the Lower Silesian Voivodeship. It belongs to the group of aluminosilicates and has a diverse structure. However, it most often comes in the form of nanotubes. Its main feature is its ability to absorb various substances, contributing to its use in other industrial sectors, e.g., as a filter insert. The beneficial effect of aluminosilicates on poultry production was demonstrated by increasing intestinal tightness and improving nutrient absorption and birds' body weight gain. Their high water absorption capacity helps maintain high-quality litter during rearing, reducing the incidence of foot pad dermatitis in poultry. On the other hand, selected minerals have been found to increase intestinal content's viscosity and limit dietary protein availability. Previous research has been conducted mainly on the impact of zeolite (clinoptilolite) in poultry rearing. Therefore, researching the impact of using 1% halloysite addition in feed for ducks for fattening allowed for expanding the available knowledge in this field. The research is carried out as part of the Sonata 17 project - UMO-2021/43/D/NZ9/01756, financed by the National Science Center. Participation in the international conference, the 75th EAAP Annual Meeting (September 1 - 5, 2024, Florence, Italy), will allow the presentation of research results and potential discussion with representatives of other research centers.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Do niedawna uważano, że tornada występują tylko w określonych lokalizacjach na świecie, że są miejsca na których nigdy nie odnotujemy wystąpienia trąb powietrznych. Według danych meteorologicznych światowych organizacji związanych z ekstremalnymi zmianami pogodowymi, takimi jak Storm Prediction Center, możemy zauważyć wzrost liczby silnych wiatrów w krajach, w których parę lat temu tornada praktycznie nie występowały. Powszechnie wiadomy jest fakt, że wiatr o dużej prędkości może powodować ogromne zniszczenia, zarówno przyrody jak i obiektów budowlanych, dlatego należy dokładnie badań te zjawiska w celu lepszych zabezpieczeń, nowoczesnych rozwiązań projektowych i technologicznych oraz szybszych reakcji na ich skutki. 
Nie należy bagatelizować alarmujących faktów: tornada występują coraz częściej, na coraz to nowszych terenach, zostawiają po sobie serię zniszczeń. Wiedząc to wszystko, powinniśmy ponownie dokonać analizy istniejących konstrukcji, uwzględniając porywy wiatru o prędkościach które spotykamy obecnie.
Celem pracy jest zaproponowanie modelu numerycznego uwzgledniającego rzeczywiste warunki odziaływań silnego wiatru na obiekt budowlany. Analizowane będą różne parametry oraz ich wpływ na otrzymane wartości sił i naprężeń.

Project description

Until recently, it was believed that tornadoes only occur in specific locations in the world, and that there are places where tornadoes will never be recorded. According to meteorological data from global organizations related to extreme weather changes, such as the Storm Prediction Center, we can see an increase in the number of strong winds in countries where tornadoes practically did not occur a few years ago. It is widely known that high-speed winds can cause enormous damage to both nature and buildings, so these phenomena should be thoroughly researched in order to provide better protection, modern design and technological solutions, and faster reactions to their effects.
Alarming facts should not be underestimated: tornadoes occur more and more often, in newer areas, and leave behind a series of destructions. Knowing all this, we should re-analyze existing structures, taking into account the wind gusts at the speeds we currently encounter.
      The aim of the work is to propose a numerical model that takes into account the actual conditions of strong wind impact on a building. Various parameters will be analyzed and their impact on the obtained values of forces and stresses.
 

Rodzaj działania: Miedzynarodowa konferencja naukowa

Opis projektu

W 12 dobie inkubacji jaj, do komory powietrznej znajdującej się wewnątrz jaja zostały podane in ovo prebiotyki xylotrioza (XOS3), xylotetroza (XOS4), mannotrioza (MOS3),  mannotetroza (MOS4) oraz postbiotyk (maślan sodu). Po wylęgu z 42 dniowych kurzych brojlerów pobrano pośmiertnie tkanki: śluzówka jelit i treść jelitowa oraz wątrobę. Po wyizolowaniu z wątroby RNA niezbędnego do badań nad ekspresją genów oraz DNA niezbędnego do przeprowadzenia procesu metylacji tkanki zostały poddane dalszej analizie. Wyizolowane RNA zostało poddane reakcji RT-PCR, a następnie qPCR dla panelu 7 genów. Wyizolowane DNA zostało zbadane na reakcji qPCR pod względem poziomu metylacji DNA dla panelu 22 genów. Poprzednie badania pozwoliły na potwierdzenie korzystnego wpływu prebiotyków na rozrost kosmków jelitowych co za tym idzie na wzrost obfitości bakterii komensalnych w jelitach. Bakterie komensalne jelit uczestniczą w metabolizmie niestrawionych resztek pokarmowych. Metabolity produkowane przez jelita są transportowane przez żyłę wrotną do wątroby. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że wczesna stymulacja mikrobioty jelitowej in ovo za pomocą substancji bioaktywnych wpływa na profil mikrobiologiczny jelit u kurzych broilerów. Potrzebne są dalsze analizy. Na podstawie dotychczasowych wyników można stwierdzić, że organizm gospodarza reaguje zmianami w poziomie ekspresji genów i na poziomie metylacji w wątrobie na zmiany na zmiany jakie zachodzą w profilu mikrobioty jelitowej. Analizy te stanowią kolejny krok w potwierdzeniu zależności zachodzących dwukierunkowej relacji jaką jest oś jelito – wątroba. 

Project description

On the 12 day of egg incubation, the prebiotics xylotriose (XOS3), xylotetrose (XOS4), mannotetrose (MOS3), mannotetrose (MOS4) and a postbiotic (sodium butyrate) were injected in ovo into the air chamber located inside the egg. After hatching, tissues were collected post-mortem from 42-day-old chicken broilers: intestinal mucosa, intestinal contents, and liver. After isolating from the liver the RNA necessary for gene expression research and the DNA necessary for the methylation process, the tissues were further analyzed. The isolated RNA was subjected to RT-PCR followed by qPCR for a panel of 7 genes. The isolated DNA was tested by qPCR reaction for DNA methylation levels for a panel of 22 genes. Previous studies have confirmed the beneficial effects of prebiotics on the proliferation of intestinal villi which in turn increases the abundance of commensal bacteria in the gut. Intestinal commensal bacteria are involved in the metabolism of undigested food debris. Metabolites produced by the intestines are transported via the portal vein to the liver. Based on the study, early stimulation of the gut microbiota in ovo with bioactive substances has been shown to affect the gut microbial profile in chicken broilers. Further studies are needed. Based on the results so far, it can be concluded that the host organism responds with changes in gene expression levels and methylation levels in the liver to changes that occur in the gut microbiota profile. These analyses represent a further step in confirming the interdependence of the bi-directional relationship that is the gut-liver axis.
 

Rodzaj działania: Badania naukowe

Opis projektu

Ostatnimi laty wzrasta zainteresowanie żywnością o podwyższonej wartości odżywczej, korzystnej dla  zdrowia. Do niej zaliczyć można zboża pradawne, które koncentrują duże ilości związków bioaktywnych. Jednym ze zbóż pierwotnych jest jęczmień czarny kapturkowy – Hordeum vulgare L. var. rimpaui Wittm., o ciemnym zabarwieniu ziarna, którego hodowcą jest Politechnika Bydgoska. Wcześniejsze badania wykazały, iż jego ziarno cechuje się większą koncentracją polifenoli, barwników roślinnych, lepszym profilem kwasów tłuszczowych i wykazuje większy potencjał antyoksydacyjny niż jęczmień zwyczajny. Wysoce cenna wydaje się być łuska (otręby) jęczmienia, która jest produktem odpadowym, przy produkcji m.in. kaszy czy mąki. Badania na innych gatunkach np. babce jajowatej, babce płesznik czy gryce wykazały, iż w łusce koncentrują się największe ilości związków funkcyjnych, a popularność i jej wykorzystanie stale rośnie. 
Celem badań będzie analiza właściwości biologiczno-chemicznych łuski jęczmienia czarnego, decydujących o jej wartościach prozdrowotnych. Wstępnym elementem będzie pozyskanie łuski z H. v. rimpaui w kilkuetapowym procesie obłuszczania ziarna. Każda uzyskana frakcja łuski będzie oceniania pod kątem koncentracji fitomelaniny – barwnika roślinnego, nadającego ziarnu czarnej barwy. Ponadto oznaczane będą związki fenolowe, makro – i mikroelementy (magnez, cynk, krzem, selen czy mangan) oraz witaminy z grupy B. Dodatkowo wykonana zostanie ocena czystości mikrobiologicznej oraz ogólny potencjał antyoksydacyjny. Analizie zostanie poddany również błonnik wraz z rozdziałem na frakcje rozpuszczalne i nierozpuszczalne. Ewaluacja każdej frakcji ma na celu optymalizację procesu obłuszczania i wskazanie momentu, w którym surowiec odpadowy – łuska, posiada największą wartość prozdrowotną. 
Błonnik, polifenole czy witaminy, które również są przedmiotem tego badania, wykazują potencjał w profilaktyce i leczeniu coraz częściej spotykanych schorzeń takich jak: SIBO, IMO, zespół jelita drażliwego, cukrzyca typu II czy otyłość. Wykazanie właściwości prozdrowotnych łuski H. v. rimpaui może przyczynić się do jej wykorzystania w produkcji żywności funkcjonalnej jak i suplementów diety. Warto również podkreślić, że zagospodarowanie surowca, uznawanego za produkt odpadowy, wpisuje się w filozofię Zero Waste, która promuje możliwie najefektywniejsze wykorzystanie surowców i zminimalizowanie produkcji odpadów, wspierając przy tym ideę Zrównoważonego Rozwoju. 

Project description

Recent years have seen a growing interest in foods with increased nutrient values which have beneficial effects on health. These include ancient grains, which concentrate large amounts of bioactive compounds. One of these ancient cereals is black hooded barley (Hordeum vulgare L. var. rimpaui Wittm.) with dark grain, bred by Bydgoszcz University of Science and Technology. Studies to date show that its grains contain more polyphenols and plant pigments, have a better fatty acid profile and a higher antioxidant potential than common barley. The hull (bran) of barley, which is a by-product of making for e.g. groats or flour, appears to be highly valuable. Studies on other crops, such as psyllium or buckwheat, have shown that the hull is the most concentrated source of functional compounds, and its popularity and use is increasing.
The aim of the research is to analyse the biological and chemical properties of black barley husk and to determine their health-promoting values. As a first step, the husk of H. v. rimpaui will be extracted in a multi-step process of grain dehulling. Each of the husk fractions obtained will be analysed for the concentration of phytomelanin, the plant pigment that gives the grain its black colour. In addition, phenolic compounds, macro and micro elements (magnesium, zinc, silicon, selenium or manganese) and B vitamins will be determined. There will also be an assessment of microbiological purity and general antioxidant potential. The dietary fibre will also be analysed, with a separation into soluble and insoluble fractions. Evaluating each fraction is aimed at optimising the hulling process and identifying the point at which the waste material, the hull, provides the greatest health benefits.
Dietary fibre, polyphenols or vitamins, also the focus of this study, show potential in preventing and treating increasingly common conditions such as SIBO, IMO, IBS, type II diabetes or obesity. Demonstrating the health-promoting properties of H. v. rimpaui husk may contribute to its use in the production of functional foods and dietary supplements. It is also worth noting that the management of the material, which is considered a waste product, is in line with the Zero Waste philosophy, which promotes the most efficient use of raw materials and the minimisation of waste production, while supporting the idea of sustainable development.