Rok akademicki 2023/2024

Zapraszamy do udziału w XXIV Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 17 kwietnia 2024 r. o godz. 16:00 w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę MS Teams

Plan spotkania

1. Aleksandra Bełdowska - Odpowiedź osi jelitowo-wątrobowej na modyfikację mikrobioty jelitowej przez stymulację in ovo u brojlerów kurzych

Streszczenie wystąpienia

Podanie prebiotyku lub synbiotyku w pojedynczej dawce w 12. dobie inkubacji jaj wpływa korzystnie na cechy fenotypowe oraz wskaźniki molekularne u brojlerów kurzych. pozwalają Kluczowe znaczenie w tym procesie stymulacji in ovo ma stosowana substancja bioaktywna. W toku prowadzenia badań dotyczących doktoratu, w kontekście odpowiedzi ze strony osi jelitowo-wątrobowej, przetestowane zostaną prebiotyki takie jak XOS, MOS, GOS, a także postbiotyk – maślan sodu. Dane literaturowe pozwalają sądzić, że maślan sodu jako krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy może mieć kluczowe znaczenie dla organizmu gospodarza. Jego bezpośrednie działanie jako produktu fermentacji prebiotyku i metabolizmu podstawowego bakterii może dawać bardziej spektakularne wyniki na poziomie zmian molekularnych i fenotypowych, niż po podaniu prebiotyku. Z drugiej strony analiza zestawu trzech różnych prebiotyków podanych in ovo pozwoli na przetestowanie substancjo-zależnego działania prebiotyku podanego na wczesnym etapie rozwojowym w kontekście zmian w profilu mikrobiologicznym jelit oraz zmian molekularnych w wątrobie. Analizie poddana zostanie oś jelitowo-wątrobowa jako istotny szlak immunologiczny i metaboliczny w organizmie. Analiza mechanizmu molekularnego odpowiedzi ze strony osi jelitowo-wątrobowej na modyfikację mikrobioty jelitowej u kurcząt brojlerów przez stymulację in ovo stanowi kolejny krok do zrozumienia interakcji mikrobiom-gospodarz. Stanowi to również kolejny krok w kierunku możliwości celowanego programowania mikrobioty jelitowej drobiu.
Celem doktoratu jest analiza odpowiedzi molekularnej ze strony osi jelitowo-wątrobowej na modyfikację mikrobioty jelitowej przez stymulację in ovo substancjami bioaktywnymi. Oraz analiza wpływu stymulacji in ovo w 12 dobie inkubacji substancjami bioaktywnymi jaj na profil bakteryjny w treści jelit ślepych u 42-dniowych kurzych brojlerów.

2. Mateusz Pawłowski - Gleby płowe – geneza, właściwości i znaczenie w Polskim rolnictwie

Streszczenie wystąpienia

Gleby płowe są najważniejszą grupą gleb w Polsce zarówno pod względem zajmowanej powierzchni, jak i znaczenia dla krajowej produkcji rolniczej. Stanowią bowiem około 45% pokrywy glebowej Polski. Gleby płowe odznaczają się średnią i dobrą wartością rolniczą, właściwą dla uprawy pszenicy, kukurydzy i rzepaku, dlatego zdecydowana większość tych gleb znajduje się w użytkowaniu rolniczym, a tylko niewielkie ich fragmenty występują pod lasami. W Polsce północnej, gdzie dominuje rzeźba młodoglacjalna, często dochodzi do procesów erozyjnych gleb płowych, zwłaszcza dotyczy to gleb intensywnie użytkowanych rolniczo. Przyczynia się do togo również konwencjonalny systemu uprawy. Wybór systemu zrównoważonego pozwala na utrzymanie optymalnej zawartości składników pokarmowych w glebie oraz minimalizuje straty spowodowane ich migracją do wód powierzchniowych. Skutki intensywnego użytkowania gruntów ornych są widoczne w pokrywie glebowej większości krajów Unii Europejskiej, stanowiąc poważne zagrożenie dla utrzymania równowagi w agroekosystemach, w tym również w przebiegu procesu sekwestracji węgla. Dlatego bardzo ważny element badań gleboznawczych stanowią analizy poświęcone tym glebom.
Gleba płowa została uznana przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze za Glebę Roku 2023.

3. Modou Mangan - Effects of prebiotic and probiotic administered in-ovo on hatchability, chick quality, productive performance, cecal histomorphology, carcass and meat quality traits of broiler chickens

Streszczenie wystąpienia

In the presented study, we explored the promising alternatives of in-ovo injection with Lactiplantibacillus plantarum and galactooligosaccharide in the poultry industry, following the ban on antibiotic usage. The investigation aimed to assess the potential impacts on various aspects of poultry production. The study involved 300 Ross broiler eggs, individually candled on day 7 of embryonic development. The eggs were sorted into four groups: negative control (no injection), positive control (0.9% physiological saline injection), galactooligosaccharide in-ovo injection at 3mg/egg, and Lactiplantibacillus plantarum in-ovo injection at 1 × 10^6 CFU/egg. Key findings revealed that hatchability remained unaffected across groups, indicating the safety of the in-ovo injections. Notably, both Lactiplantibacillus plantarum and galactooligosaccharide injections significantly enhanced chick quality, as evidenced by improved body weight, Pasgar score, and chick length. Moreover, the in-ovo administration of Lactiplantibacillus plantarum exhibited an early boost in body weight during the initial two weeks post-hatch, without impacting feed intake and feed conversion ratio (FCR) in the later stages. Importantly, the study demonstrated no adverse effects on meat quality and carcass traits due to the in-ovo injection of Lactiplantibacillus plantarum and galactooligosaccharide. Additionally, positive effects on cecal histomorphology were observed, with improvements in villus height and crypt depth, indicating potential benefits for intestinal health in broilers. In conclusion, the in-ovo inoculation of 1 × 10^6 Lactiplantibacillus plantarum and 3mg of galactooligosaccharide per egg showcased promising enhancements in chick quality without compromising hatchability, growth performance, meat quality, carcass traits, and cecal histomorphology. These findings suggest a positive outlook for these substances as viable alternatives to antibiotics in the poultry industry.
Keywords: chick quality, in-ovo injection, prebiotic, probiotic, production performance

4. Ramesha Nirmali Wishna Kadawarage - Probiotics or Prophybiotics? Validation of effects of in-ovo administration on gut health and production of broiler chickens

 Streszczenie wystąpienia

In-ovo administration of probiotics and phytobiotics have shown promising potential in improving the post hatch gut health of broiler chickens when administered individually. However, the effects of their combined application has yet to be elucidated. We coined the term prophybiotic (probiotic + phytobiotic) to describe such a combination. The current study to the best of our knowledge, elucidates the effects of the combined use of a selected probiotic and a phytobiotic in-ovo, on broiler gut health and production for the first time as opposed to the use of probiotic alone. On 12th day of incubation, ROSS 308 hatching eggs were injected with either Leuconostoc mesenteroides (B/00288) (probiotic: PB) or Leuconostoc mesenteroides with garlic aqueous extract (prophyiotic: PPB). The relative abundance of bacterial species in the feces and cecal content and immune related gene expression in the cecal mucosa were determined using qPCR. Production parameters such as hatch quality, body weight, feed efficiency and carcass parameters were also assessed. In PPB treated chickens, increases in the abundance of beneficial bacteria in the feces (day 7: Faecalibacteria and Bifidobacteria) and cecal content (Akkermansia), and decreased abundance of E. coli in both feces (day 34) and cecal content were observed.  Up-regulation in the expression of immune related genes (Avian beta defensing 1, Free fatty acid receptor 2 and Mucin 6) in cecal mucosa was also observed. Conversely, PB treatment only resulted in an increase in Faecalibacteria in feces (day 7) and Akkermansia in the cecal content with a tendency (p value <0.1) for a higher Mucin 6 gene expression in cecal mucosa. Both treatments did not impair the production parameters studied. In conclusion, our results suggest that prophybiotics may have enhanced potential in optimizing gut health of broiler chickens without compromising the production and efficiency, when compared to using probiotics alone. Our study highlights the potential of carefully selected prophybiotic combinations for better results in improving gut health of broiler chickens.

Key words: ceca; garlic; immune gene expression; Leuconostoc mesenteroides; microbiome; phytobiotics; probiotics

Zapraszamy do udziału w XXIII Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 20 marca 2024 r. o godz. 16:00 w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1.  Izabela Abramczyk - Wpływ optymalizacji procesów post-produkcyjnych na jakość i biokompatybilność implantów wytwarzanych metodą druku 3D

Streszczenie wystąpienia

W świecie medycyny codziennością stają się wyroby medyczne produkowane metodą druku 3D. Przeznaczenie wyrobu dyktuje rodzaj materiału, z którego zostanie wykonany. W prezentacji zostanie przybliżona charakterystyka implantów wydrukowanych z biokompatybilnego proszku metalowego jakim jest Ti6Al4V ELI. Złożoność procesu wytwarzania ma bezpośredni wpływ na wydajność produkcji, w efekcie czego głównym celem stała się optymalizacja procesu technologicznego. Praca naukowa skupi się na analizie wpływu różnych parametrów obróbki powierzchniowej na jakość i biokompatybilność implantów wytwarzanych technologią druku 3D. Szczególny nacisk został położony na optymalizację procesów polerowania powierzchni jako kluczowego elementu poprawy zarówno właściwości mechanicznych, jak i estetyki implantów. Badania obejmowały różne techniki polerowania, analizę chropowatości powierzchni oraz ocenę wpływu tych procesów na zdolność integracji z tkankami biologicznymi.
Celem jest opracowanie optymalnych parametrów obróbki po procesowej, które przyczynią się do poprawy nie tylko jakości wytwarzanych wyrobów medycznych, ale także warunków czasochłonności i kosztochłonności procesu technologicznego.

2.  Katarzyna Balcer - Kompozyty termoplastyczne wzmocnione tkaniną węglową wykonane techniką prasowania

Streszczenie wystąpienia

Jednym z rozwiązań umożliwiających redukcję masy środków technicznych jest stosowanie zbrojonych włóknami polimerowymi kompozytów termoplastycznych. Ta innowacyjna technologia pozwala osiągnąć wysoką wytrzymałość przy zachowaniu niskiej masy, co jest niezwykle istotne w dziedzinach wymagających lekkich, ale jednocześnie wytrzymałych materiałów takich jak motoryzacja czy lotnictwo.  Do tej pory dobrze poznanymi i szeroko stosowanymi kompozytami są zbrojone włóknami tworzywa chemoutwardzalne. Innowacyjnością jest stosowanie tworzyw termoplastycznych, które w stosunku do polimerów chemoutwardzalnych odznaczają się szybszym tempem produkcji oraz możliwością recyklingu. Prezentowane kompozyty termoplastyczne pełnią istotną rolę jako składowa termoplastycznych laminatów metalowo-włóknistych. Ich unikalna charakterystyka pozwala na stworzenie struktury "sandwich".
Głównym celem pracy było opracowanie metody wytwarzania kompozytów o osnowie termoplastycznej wzmocnionych tkaniną węglową z użyciem prasy hydraulicznej oraz analiza właściwości mechanicznych materiałów otrzymanych metodą prasowania. Wprowadzenie polimeru jakim jest politereftalan butylenu (PBT) do tego kontekstu dodaje nowego wymiaru innowacyjności, kładąc podstawy dla rozwinięcia skutecznych i wytrzymałych struktur sandwichowych opartych na kompozytach termoplastycznych.

3.  Radosław Stachowiak – Metoda precyzyjnego ustawiania parametru offset w procesie zgrzewania tarciowego z przemieszaniem materiałów różnoimiennych

Streszczenie wystąpienia

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW) to metoda łączenia materiałów w stanie stałym. Obracające się narzędzie, które przemieszcza się pomiędzy powierzchniami styku łączonych elementów uplastycznia i jednocześnie miesza ze sobą zgrzewane materiały w wyniku czego powstaje połącznie w postaci zgrzeiny. Metoda ta umożliwia łączenie ze sobą materiałów różnoimiennych m.in. umożliwia łączenie stali ze stopami aluminium. Podczas łączenia ze sobą materiałów różnoimiennych w procesie FSW, istotne jest precyzyjne dobranie i ustawienie parametru offset, czyli odsunięcia tworzącej narzędzia względem linii styku zgrzewanych elementów. Analiza literatury nie wykazała istniejących rozwiązań na precyzyjne ustawianie parametru offset w procesie FSW. Głównym celem pracy było opracowanie metody precyzyjnego ustawiania parametru offset w procesie FSW oraz zaprojektowanie urządzenia umożliwiającego ustawianie tego parametru podczas zgrzewania blach płaskich oraz profili typu C. Dokonano również weryfikacji poprawności działania urządzenia oraz poprawności opracowanej metody. W pracy przedstawiona zostanie wspomniana metoda precyzyjnego ustawiania parametru offset w procesie zgrzewania tarciowego z przemieszaniem materiałów różnoimiennych. Zaprezentowane zostaną innowacyjne profile zgrzewanie tarciowo metodą FSW opracowane we współpracy z Wojskową Akademią Techniczną w Warszawie oraz problematyka procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem materiałów różnoimiennych. Tematyka pracy jest ściśle związana z realizowaną rozprawą doktorską pt. „Modelowanie trwałości zmęczeniowej stalowo-aluminiowych profili zgrzewanych tarciowo metodą FSW”, której celami są analiza właściwości zmęczeniowych profili dla zróżnicowanych warunków obciążeń oraz modelowanie trwałości zmęczeniowej profili S/AA. Oczekiwanym wkładem w rozwój dyscypliny jest m.in. dostarczenie nowej wiedzy dotyczącej własności mechanicznych, w tym głównie własności zmęczeniowych, zgrzewanych tarciowo metodą FSW profili S/AA.

4.  Piotr Swacha - Weryfikacja wybranych hipotez kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych w zakresie wysoko- i gigacyklowym

Streszczenie wystąpienia

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 wykorzystujac 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. Liczba ta umownie oddziela zakres trwałości wysokocyklowej od gigacyklowej. Nowoczesne konstrukcje coraz częściej budowane są przy założeniu trwałości przekreczających tę granicę, sięgającyh 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. Pozwalają one na pozyskanie nowej wiedzy o zachowaniu materiałów w zakresie przekraczającym 10 mln cykli dzięki mozliwości generowania obciążenia zmiennego próbki z częstotliwością obciążania wynoszącą 20 kHz, w tym na realizację badań przy zmiennej amplitudzie obciążenia. Badania przy zastosowaniu systemu ultrasonicznego pozwolą na weryfikację wybranych hipotez kumulacji uszkodzeń zmęczeniowych w zakresie gigacyklowym i opracowanie zaleceń dotyczących ich stosowania w tym obszarze. W czasie seminarium zaprezentowane zostaną wybrane aspekty związane z oprzyrządowaniem badawczym, metodyką, jak i tematyką realizowanych badań.

5.  Wojciech Ziółkowski - Metoda badań odporności na pękanie oraz wpływ parametrów procesowych na właściwości mechaniczne doczołowego połączenia FSW S355/AA6061-T6

Streszczenie wystąpienia

Chęć rozwoju świata przez zmiany wprowadzane w przemyśle jest jednym z głównych czynników motywujących naukowców do poszukiwania nowatorskich rozwiązań. Wśród zmian, do których dążą naukowcy jest między innymi wytwarzanie coraz lżejszych konstrukcji maszyn i urządzeń jednocześnie zachowując ich właściwości mechaniczne oraz zmniejszając energochłonność procesu produkcji. Rozwiązaniem tego problemu może być wykorzystanie metody zgrzewania tarciowego z przemieszaniem FSW, która pozwala łączyć ze sobą materiały różnoimienne.
Szczególnie interesującym typem połączenia materiałów różnoimiennych metodą FSW jest połączenie stali i stopu aluminium. Może ono wyraźnie wpłynąć na rozwój przemysłu i być alternatywą dla dotychczasowych rozwiązań używanych w procesie wytwarzania konstrukcji. Jednakże wykonanie połączenia FSW stali i stopu aluminium o charakterze nośnym wymaga dobrania parametrów technologicznych procesu zgrzewania oraz analizy jego właściwości mechanicznych, mikrostrukturalnych oraz odporności na pękanie z racji na mikro i makroskopowe defekty występujące w złączu.
Celem niniejszej pracy było wytworzenie doczołowego połączenia FSW stali S355 i stopu aluminium AA6061-T6 charakteryzującego się względnie najlepszymi właściwościami mechanicznymi. Ponadto przeprowadzono analizę mikrostruktury powstałego złącza oraz, w oparciu o normę ASTM E1820, opracowano i przetestowano metodę pozwalającą przeprowadzić badania odporności na pękanie przy wykorzystaniu cienkościennych próbek zwartych typu CT wykonanych z materiałów bazowych oraz powstałego połączenia.
Efektem pracy jest dobranie parametrów technologicznych umożliwiających wytworzenia połączeń FSW S355/AA6061-T6 spełniających przyjęte powszechnie wymagania wytrzymałościowe. Opracowaną metodę badań odporności na pękanie z wykorzystaniem cienkościennych próbek zwartych typu CT przetestowano i potwierdzono jej aplikacyjność w dalszych badaniach.

Zapraszamy do udziału w XXII Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 28 lutego 2024 r. (godz. 16:00 - 17:30) w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1. mgr inż. Katarzyna Retmańska - Bezpieczeństwo ziemniaka w zależności od innowacyjnych technologii produkcji

Streszczenie wystąpienia

Jednym z ważniejszych warunków bezpieczeństwa żywnościowego na świecie jest bezpieczna żywność co oznacza, że produkty żywnościowe są wolne od zanieczyszczeń a racja żywnościowa jest optymalna pod względem składników odżywczych.
Ze względu na strategiczne znaczenie gospodarcze ziemniaka w żywieniu ludzi oraz wielkość spożycia ważne jest, aby ich bulwy były pozbawione lub zawierały dopuszczalne ilości substancji szkodliwych dla zdrowia człowieka. Azotany stanowią integralną część obiegu azotu w przyrodzie i są naturalnym składnikiem roślin. Ziemniak pobiera azot z gleby w formie azotanowej i amonowej i wykorzystuje go do syntezy związków odżywczych oraz prozdrowotnych w bulwach (białko, aminokwasy, chlorofil). Przy nadmiernej podaży azotu dochodzi do jego gromadzenia w bulwach w postaci azotanów.
Żywność pochodzenia roślinnego, w codziennej diecie człowieka, stanowi główne źródło azotanów(V) - 80-95%, przy czym 30% dostarczane jest przez spożycie ziemniaków. Wskaźnik ich zawartości jest podstawnym warunkiem dopuszczenia ziemniaka do sprzedaży. Akceptowane i uważane za bezpieczne stężenia to wartości do 200 mg NO-3 · kg-1 świeżej masy bulw (co odpowiada 250 mg NaNO3 · kg świeżej masy).
Zawartość azotanów jest kontrolowana głównie genetycznie, lecz w dużym stopniu zależy również od praktyk agronomicznych. Postęp biologiczny w produkcji ziemniaków powoduje, że na rynek wprowadzane są ciągle nowe odmiany, które wymagają badań już na etapie hodowli-klonu, związanych z określeniem ich bezpieczeństwa pod kątem interakcji z warunkami środowiskowymi. Dynamiczny rozwój technologiczny wymusza również prowadzenia badań nad bezpieczeństwem bulw odmian wpisanych do Krajowego Rejestru (KR). Badania te powinny być prowadzone w kontekście prośrodowiskowych innowacyjnych rozwiązań stosowanych w uprawie ziemniaka poprzez wprowadzanie uproszczeń w nawożeniu, ochronie, stosowaniu użyźniaczy glebowych, preparatów biostymulujących oraz innych działań antystresowych.

2. dr inż. Katarzyna Gościnna - Ziemniak Proekologiczny - perspektywy i wyzwania

Streszczenie wystąpienia

W kontekście rosnącej popularności upraw ekologicznych oraz ochrony zdrowia konsumenta realizowano projekt „Innowacyjne rozwiązania w uprawie, przechowalnictwie i wprowadzaniu na rynek polskiej odmiany ziemniaka wysoko odpornej na Phytophthora infestans”. Głównym celem tego projektu było opracowanie dedykowanych odmianie Gardena technologii uprawy dla produkcji konwencjonalnej i ekologicznej z uwzględnieniem wymagań nawozowych, wodnych, ochrony przed agrofagami oraz sposobów ograniczania wpływu stresów na plonowanie. Ponadto opracowano innowacyjne technologie przechowywania odmiany Gardena z użyciem przyjaznych dla środowiska preparatów o działaniu antyseptycznym ograniczających straty przechowalnicze. Projekt zakładał również opracowanie  strategii marketingowej, bazującej na współdziałaniu podmiotów w łańcuchu dostaw. Wszystkie przeprowadzone badania w ramach projektu miały charakter aplikacyjny.

3. dr hab. inż. Ewa Żary-Sikorska - Zielone Źródło Smaku: Nowoczesne Technologie Produkcji Napojów Sojowych i Produktów Fermentowanych z Eko nGM Soi

Streszczenie wystąpienia

W kontekście rosnącej popularności diety wegańskiej i wegetariańskiej, produkcja napoju sojowego i tofu odgrywa kluczową rolę jako alternatywa dla produktów pochodzenia zwierzęcego. Jednakże niewielu zdaje sobie sprawę, że w procesie produkcji tych produktów powstaje duża ilości okary - produktu ubocznego, który często traktowany jest jako odpad. Projekt badawczy skupia się na innowacyjnym podejściu do wykorzystania okary w produkcji różnorodnych produktów spożywczych, takich jak mleko sojowe, jogurty, a także sery. Opracowano technologie wytwarzania tych produktów z różnych surowców sojowych, integrując produkt odpadowy - okarę. Produkty wytworzone w skali laboratoryjnej zostały poddane analizom organoleptycznym, ocenie wybranych substancji antyżywieniowych oraz analizie mikrobiologicznej.
Opracowana technologia wykorzystania okary do produkcji serów stanowi wartościowe know-how, które może zostać skomercjalizowane. Badania te wpisują się również w priorytet KE do roku 2024, dotyczący wykorzystania nasion ekologicznej soi nGM do celów konsumpcyjnych, wspierając strategię "Od pola do stołu".
Przedstawienie wyników projektu ma na celu podkreślenie potencjału ekonomicznego i ekologicznego wykorzystania okary oraz promowanie innowacyjnych rozwiązań w produkcji żywności roślinnej.

Zapraszamy do udziału w XXI Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 24 stycznia 2024 r. (godz. 16:00 - 17:30) w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1. dr  hab. inż. Maciej Dutkiewicz, prof. PBŚ - Selected aspects of heavy winds modelling, wind energy development, monitoring the technical condition of structures and new ecological composite materials

Streszczenie wystąpienia

W trakcie prezentacji przedstawione zostaną aspekty modelowania silnych wiatrów oraz energii z wiatru jako jednego z najczystszych źródeł energii stosowanych obecnie na świecie, źródła energii najmniej ingerującego w środowisko. Ważne jest, aby farmy wiatrowe były zlokalizowane w taki sposób, aby nie ograniczać przestrzeni życiowej i nie zmniejszać komfortu przebywających w okolicy osób. Ze względu na intensywność wiatru i minimalny wpływ człowieka, farmy morskie wydają się być rozwiązaniem optymalnym. Kolejnym aspektem ważnym z punktu widzenia niezawodności działania jest zapewnienie ciągłych warunków pracy dzięki rozwiązaniom konstrukcyjnym i materiałowym. Konstrukcje turbin wiatrowych są narażone na dynamiczne działanie wiatru i fal morskich, a także na środowisko korozyjne, powodujące przyspieszone uszkodzenia turbin. Działaniem zapewniającym bezpieczne użytkowanie elementów konstrukcyjnych turbin jest monitorowanie stanu technicznego konstrukcji w oparciu o analizę częstotliwościowej funkcji odpowiedzi. Zarówno na etapie projektowania, jak i eksploatacji ważne jest przewidzenie awarii elementu.
W trakcie prezentacji przedstawione zostaną obszary prac prowadzonych w Katedrze Konstrukcji Budowlanych i Mechaniki WBAIIS:

• projektowania i optymalizacji inteligentnych turbin wiatrowych, kontroli drgań i monitorowania konstrukcji,
• rozkładu ciśnień na konstrukcje wywołanych działaniem wiatru
• zastosowania ekokompozytów cementowych w infrastrukturze turbin wiatrowych,
• kompozytów betonowych z odpadami z łopat turbin wiatrowych,

2. mgr inż. Tomasz Lamparski - Analysis of pressure distribution on a single-family building caused by standard and strong winds in various boundary conditions

Streszczenie wystąpienia

Inżynieria wiatrowa jako dziedzina nauki zajmuje się sposobem opisywania zjawisk wiatru za pomocą modeli odzwierciedlających warunki rzeczywiste. W trakcie prezentacji przedstawione zostaną rezultaty badań nt. rozkładu ciśnień wywołanych parciem wiatru na konstrukcję domu jednorodzinnego. Obiekt badań to model odzwierciedlający konstrukcje rzeczywistą, która w roku 2018 została zniszczona na skutek działania silnego wiatru. Głównym założeniem jest stworzenie modeli numerycznych konstrukcji i porównanie wyników. Otrzymane wyniki będą porównywane między sobą w celu analizy wpływu wybranych czynników na wartości ciśnienia w charakterystycznych miejscach obiektu. Istotą badań jest identyfikacja zjawisk zachodzących podczas działania silnego wiatru z uwzględnieniem modyfikacji i sposobu tworzenia pozornie podobnych modeli numerycznych. Przeprowadzono badania polegające na wyborze optymalnego rozmiaru wirtualnego tunelu aerodynamicznego, który przy najmniejszym możliwym zużyciu mocy obliczeniowej sprzętu, pozwala na otrzymanie wyników niezależnych od wpływu brzegu tunelu. Model numeryczny jest odzwierciedleniem tunelu rzeczywistego, w warunkach laboratoryjnych, ale również jest alternatywą dla niego. Pozwala bowiem niższym nakładem czasu i kosztów przeprowadzić analizę wpływu prędkości wiatru na ciśnienie w różnych miejscach obiektu badań. Rozważania mogą mieć również skutek odwrotny - znalezienie optymalnych pod względem wielkości wymiarów tunelu aerodynamicznego może wpłynąć na dobór rozwiązań przy budowie tuneli rzeczywistych.

3. dr Marcela Rodrigues Machado, prof. PBŚ - Design and optimization of smart wind turbines to vibration control and structural monitoring – SwinT

Streszczenie wystąpienia

The global renewable energy sector has experienced significant growth, driven by energy crises and the urgent need to address climate change. Among the existing technologies, the wind industry stands out as a promising resource capable of reducing reliance on fossil fuels like coal, oil, and gas while attracting substantial investments in a short period. Developing the renewable energy industry holds immense potential for implementing highly efficient processes to decarbonize the economy, create employment opportunities, and foster sustainable energy generation, thus benefiting the planet's conditions and public health. Presently, worldwide wind energy capacity stands at 837 GW, with an anticipated 66% increase in power generation by 2030. Despite the implementation of various control strategies in wind turbines (WT), vibration remains a significant challenge in these structures. This research aims to design and optimize WTs by utilizing a novel class of functional materials known as metamaterials. The proposed wind meta-turbine offers advantages such as improved vibration control, attenuation, and mitigation, alongside facilitating turbine monitoring. A reliable turbine not only ensures effective energy production but also contributes to economic efficiency. This research addresses the gap in utilizing and developing smart metastructures applied to turbine design. Additionally, it advocates for the formation of a multidisciplinary research group dedicated to developing the next generation of these smart-wind turbines, specifically focusing on broadband vibration mitigation, control, and monitoring for industrial application.

4. dr Ahmet Yildirim - Application of eco ductile cement composites to wind turbine infrastructure

Streszczenie wystąpienia

Nowadays electric energy production by wind turbines is very common application by ensuring positive environmental effects compared to traditional methods. Presented experimental studies concern the investigation on the mechanical and damping properties of eco ductile cement composites. Because of high cost and significance of wind turbines and infrastructure, the mechanical stability and durability properties of concrete elements in these structures such as foundations should perform great behavior against to all negative effects such as flexural loads: dead load, machine load, vehicle load etc., horizontal loads: wind load, earthquake load, wave load etc., which effects to structures and acid-sulfate attacks, freeze-thaw, fire. Experimental works reveals that fiber addition and waste pozzolanic materials contribute increase of ductility, mechanical and durability performances. Besides, eco-mortars can be achieved by using waste materials. Moreover, both reduce CO2 emission and mechanical-durability improvements can be actualized.

5. mgr inż. Daria Jasińska - Concrete composites and geopolymers with wind turbine blade waste

Streszczenie wystąpienia

W prezentacji przedstawione zostanie zastosowanie włókien pochodzących z przemielenia  łopat turbin wiatrowych w mieszankach cementowych i geopolimerowych ze sproszkowanym granitem. Zaprezentowane zostaną aktualne wyniki badań prowadzonych w Laboratorium Badawczym WBAIIS. Celem badań jest określenie proporcji dodatku granitowej domieszki w mieszankach geopolimerowych oraz włókien w mieszankach cementowych. Kwestię włókien odpadowych analizowano ze względu na złożoność struktury materiałowej łopatek turbin, która wymaga zrównoważonego recyklingu tych złożonych materiałów. Po dokładnej analizie składu materiału użytego do produkcji łopaty turbiny wiatrowej ustalono, że głównymi składnikami są włókna, kompozyt poliuretanowy, drewno i mikrowłókna. Materiały kompozytowe będące składnikiem łopat turbin łączą w sobie cechy wytrzymałości i lekkości. Dzięki odpowiedniej obróbce materiał ten może pełnić funkcję wypełniacza do betonu, przynosząc szereg korzyści, takich jak zwiększenie wytrzymałości betonu i zmniejszenie masy. Zaprezentowane zostaną także zastosowane metody badawcze, do których zalicza się zaawansowany system kamer ARAMIS.

Zapraszamy do udziału w XX Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 13 grudnia 2023 r. (godz. 16:00 - 17:30) w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1. dr inż. Katarzyna Witt - Synteza nowych nierozpuszczalnych w wodzie β-ketoimin otrzymanych z pochodnych β-diketonów i aminosilanów, zdolnych do wiązania jonów metali z roztworów wodnych – MINIATURA 7

Streszczenie wystąpienia

Wystąpienie poświęcone będzie przedstawieniu głównych założeń oraz uzyskanych do tej pory wyników prac badawczych realizowanych w ramach działania naukowego pt. „Synteza nowych nierozpuszczalnych w wodzie β-ketoimin otrzymanych z pochodnych β-diketonów i aminosilanów, zdolnych do wiązania jonów metali z roztworów wodnych” (nr rejestracyjny 2023/07/X/ST4/00361), finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki i zrealizowanego w ramach konkursu MINIATURA 7 w Zakładzie Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Bydgoskiej im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich.
Rezultaty realizowanego działania naukowego mogą mieć istotne znaczenie w kontekście poszukiwania nowych nierozpuszczalnych w wodzie ligandów wykorzystywanych do odzysku jonów metali szlachetnych czy usuwania jonów metali ciężkich z roztworów wodnych (np. ścieków poprodukcyjnych) lub do recyklingu zalegających odpadów (np. złomów elektronicznych).
Temat badawczy podjęto z uwagi na to, że istnieje duże zapotrzebowanie na tworzenie nowych bardziej skutecznych technik do wiązania metali z różnych źródeł odpadowych, ponieważ naturalne złoża metali wyczerpują się, a rozwijająca się gospodarka jedynie zwiększa ich eksploatację.
W prezentacji przedstawione zostaną schematy syntez poszczególnych pochodnych β-ketoimin oraz rezultaty dalszych badań związanych z analizą ich rozpuszczalności w wodzie. Należy nadmienić, że proces otrzymywania β-ketoimin wpisuje się w koncepcję zielonej chemii, ponieważ polega na prostej bezrozpuszczalnikowej reakcji pochodnych β-diketonów i aminosilanów. Zbadanie rozpuszczalności w wodzie otrzymanych produktów jest z kolei niezmiernie istotne z uwagi na ocenę możliwości ich dalszego zastosowania do wiązania jonów metali z roztworów wodnych w różnych procesach separacyjnych, takich jak: ekstrakcja rozpuszczalnikowa czy techniki membranowe. Związki rozpuszczające się roztworach wodnych nawet w śladowych ilościach, nie nadają się tego typu aplikacji. Ostatecznie w prezentacji przedstawione zostaną metody spektroskopowe pozwalające na ocenę zdolności otrzymanych β-ketoimin do wiązania jonów metali z roztworów wodnych.

2. dr inż.Anna Murawska - Dekonsumpcja jako alternatywny nurt racjonalizacji zachowań w dobie globalnego kryzysu gospodarczego – MINIATURA 6

Streszczenie wystąpienia

W trakcie wystąpienia zaprezentowane zostaną założenia metodyczne oraz wybrane wyniki badania przeprowadzonego w ramach realizacji działania naukowego nr 2022/06/X/HS4/01158 sfinansowanego przez Narodowe Centrum Nauki pt. „Dekonsumpcja jako alternatywny nurt racjonalizacji zachowań w dobie globalnego kryzysu gospodarczego”. Celem realizowanego badania było uzyskanie opinii mieszkańców Polski na temat ich postaw i zachowań, w szczególności skali przejawów zachowań dekonsumpcyjnych, w czasie obecnego kryzysu gospodarczego. Badanie zostało przeprowadzone wśród mieszkańców Polski. Dobór próby do badania miał charakter losowy, reprezentatywny ze względu na cechy społeczno- demograficzne populacji Polski (płeć, wiek) oraz podział administracyjny kraju na województwa NUTS 2. Badanie zostało przeprowadzone za pomocą metody CATI z wykorzystaniem autorskiego kwestionariusza ankiety. Na podstawie uzyskanych opinii stwierdzono, że w wyniku obecnego kryzysu gospodarczego ponad 60% mieszkańców Polski martwi się o przyszłą sytuację materialną rodziny oraz jej bezpieczeństwo, co druga osoba ma poczucie, że niczego nie da się zaplanować i bardziej szanuje pracę, którą posiada. Trzech na czterech respondentów stwierdziło, że kryzys dopiero się zaczyna, a prawie 90% z nich, że ceny będą dalej rosły, przy czym najwięcej pesymistycznych stwierdzeń wskazywali mieszkańcy województw warmińsko-mazurskiego, podlaskiego i podkarpackiego, a relatywnie najmniej zachodniopomorskiego, świętokrzyskiego, lubelskiego i lubuskiego. W porównaniu do sytuacji przed 2020 rokiem, aż u 72% mieszkańców Polski zachowania konsumpcyjne stały się „zdecydowanie” lub „raczej” bardziej racjonalne, a co drugi respondent stwierdził, że zmienił zwyczaje zakupowe, ograniczył poziom konsumpcji osobistej oraz obniżył poziom zaspokajania potrzeb w gospodarstwie domowym. Co ważne, wyniki przeprowadzonych analiz wykazały związek pomiędzy sytuacją gospodarczą regionu/województwa Polski, a opiniami respondentów na temat ich postaw i zmian zachowań związanych z kryzysem. Czynnikami, które w największym stopniu wpłynęły na zachowania konsumentów w kierunku ich większej racjonalizacji były nie tylko wzrost cen oraz kryzys i niepewna sytuacja gospodarcza w kraju i na świecie, lecz również życie w odpowiedzialny, etyczny i zrównoważony sposób, dbanie o środowisko przyrodnicze i otoczenie oraz zmiana stylu życia i niechęć do nadmiaru. Respondenci w wyniku kryzysu ograniczali kupowanie dóbr oraz korzystanie z usług, a w największym stopniu ograniczenia dotyczyły produktów żywnościowych oraz usług kulturalnych i rekreacyjnych. Opinie respondentów uzyskane na podstawie przeprowadzonego badania, dotyczące przejawów zachowań dekonsumpcyjnych w zakresie: podejmowanych decyzji zakupowych, zarządzania gospodarstwem domowym, odpowiedzialnej, etycznej i zielonej konsumpcji, konsumpcji wspólnej i dzielenia się dobrami i usługami, konsumpcji żywności, ograniczania odpadów, a także stylu życia – przedstawiają wizerunek polskiego konsumenta jako osoby racjonalnie podejmującej decyzje zakupowe, odpowiedzialnie zarządzającej gospodarstwem domowym, minimalizującej wytwarzanie odpadów oraz dbającej o środowisko przyrodnicze, własną kondycję psychiczną i fizyczną oraz prowadzącą zdrowy styl życia.

3. dr inż. Elżbieta Pietrzak - Organoidy jelitowe jako narzędzie do analizy interakcji gospodarz-mikrobiom u kur – MINIATURA 7

Streszczenie wystąpienia

Organoidy to miniaturowe, samoorganizujące się trójwymiarowe kultury tkankowe pochodzące z komórek macierzystych, które w odpowiednim środowisku mogą dzielić się i wytwarzać różnego rodzaju komórki jako cześć swojego potomstwa zgodnie z własnymi instrukcjami genetycznymi, tworząc „miniaturowe narządy”. Tego rodzaju kultury in vitro dają możliwość wglądu w skomplikowane procesy organotwórcze, ale również pozwalają na pozaustrojowe badanie wpływu różnych czynników na funkcjonalne tkanki. Technologia oparta na organoidach zwierzęcych otwiera ogromne możliwości badawcze w dziedzinie nauk zootechnicznych i weterynaryjnych. Szczególnie interesujące jest zastosowanie organoidów jelitowych – enteroidów w analizie interakcji żywiciel-mikrobiom. Powszechnie stosowane linie komórkowe jako uproszczony model zwykle pochodzą z nowotworów lub zostały unieśmiertelnione in vitro, przez co nie są odpowiednim narzędziem do wielu bardziej złożonych analiz. Zachodzące w ten sposób zmiany i mutacje mogą wpływać na wzrost oraz metabolizm komórkowy, co związane jest z brakiem powtarzalności wyników przy kolejnych pasażach. Jelito cienkie jest złożoną strukturą, pełniącą między innymi takie funkcje jak: wchłanianie składników odżywczych i wody ze spożywanego pokarmu, bariera fizjologiczna, zapobieganie inwazji bakterii komensalnych i patogennych do światła jelita oraz regulacja układu odpornościowego jelit. Homeostaza jelit i reakcje na czynniki zewnętrzne są koordynowane przez wzajemne oddziaływanie między komórkami nabłonka, komórkami mezenchymalnymi i komórkami układu immunologicznego poprzez kontakt komórka-komórka. Te międzykomórkowe relacje nie mogą być w pełni realizowane w warunkach hodowli w monowarstwie, ze względu na inną dostępność tlenu, składników odżywczych i autokrynnych. Komórki macierzyste i powstające z nich progenitory dla wszystkich typów komórek wyścielających nabłonek jelitowy znajdują się w kryptach jelitowych. Ich izolacja i kultywowanie w białkowym rusztowaniu zwanym matriżelem pozwala na różnicowanie się wszystkich typów komórek jelitowych i uformowanie się w formy sfer, tworząc mikro środowisko jelita, w którym komórki mogą komunikować się między sobą w sposób zbliżony do warunków in vivo. Co ważne enteroidy są podatne na manipulacje, możliwe jest obrazowanie ich na żywo, a także dostępny materiał pozwala na analizę ekspresji genów, sekwencjonowanie czy analizy epigenetyczne. Podczas wystąpienia omówiona zostanie koncepcja wyprowadzenia ex vivo eneteroidów kurzych. Opracowanie metodyki ich hodowli w warunkach in vitro oraz przeprowadzenia ich stymulacji maślanem sodu, o potencjale modulującym mechanizmy epigenetyczne regulujące ekspresję genów.

Zapraszamy do udziału w XIX Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 22 listopada 2023 r. (godz. 16:00 - 17:30) w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1. dr inż. David Ziemkiewicz - Własności optyczne ekscytonów rydbergowskich w Cu2O – MINIATURA 6

Streszczenie wystąpienia

Ekscytony, czyli pary elektron-dziura powstające wskutek oddziaływania półprzewodnika z falą elektromagnetyczną, charakteryzujące się dużą liczbą kwantową n>>1, nazywane są ekscytonami rydbergowskimi i zostały zaobserwowane w roku 2014 w krysztale Cu2O. Promienie ich orbit ~ n^2 są  ogromne, sięgają mikrometrów i są znacznie większe niż długość fali, które je wytworzyła oraz tysiące razy większe niż stała sieci. Mówimy więc o obiektach kwantowych, których rozmiary przekraczają rozmiar typowej bakterii i porównywalne są z grubością torebki foliowej!
Ekscytony rydbergowskie umożliwiać mogą obserwację zjawisk kwantowych w skali niekwantowej, w stosunkowo makroskopowych strukturach można izolować pojedyncze ekscytony i badać oddziaływanie ekscyton - ekscyton.

Wykład poświęcony będzie omówieniu własności tych unikalnych struktur z pogranicza fizyki klasycznej i kwantowej, zastanowimy się także nad tym, gdzie ekscytony rydbergowskie mogą znaleźć zastosowanie.

2. dr inż. Agnieszka Skotnicka - Synteza oraz badanie właściwości spektroskopowych wybranych pochodnych 2-merkaptobenzotiazolu - potencjalnych inicjatorów w procesie fotopolimeryzacji – MINIATURA 6

Streszczenie wystąpienia

Fotopolimeryzacja to technika wykorzystująca światło (widzialne lub ultrafioletowe; UV) do inicjowania i propagowania reakcji polimeryzacji w celu utworzenia liniowej lub usieciowanej struktury polimeru. Technologie utwardzania promieniowaniem zapewniają szereg korzyści ekonomicznych w porównaniu do zwykłej operacji termicznej. Do zalet można zaliczyć m.in. szybkie utwardzenie, niskie zapotrzebowanie na energię, możliwość przeprowadzenia reakcji w temperaturze otoczenia, niezanieczyszczające i bezrozpuszczalnikowe preparaty, niskie koszty. Znalazły one szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu m.in. w medycynie (wypełnienia stomatologiczne, rusztowania do hodowli tkankowych), druk 3D, wyroby optoelektroniczne, fotolitografii. Technologie te wykorzystują wiązki światła, aby rozpocząć reakcje fotochemiczne i chemiczne w materiałach organicznych (monomery, oligomery, polimery), z wytworzeniem nowego materiału polimerowego. Wśród różnych czynników które wpływają na wydajność reakcji polimeryzacji fotoinicjator został uznany za czynnik kluczowy. Celem projektu „Synteza oraz badanie właściwości spektroskopowych wybranych pochodnych 2-merkaptobenzotiazolu - potencjalnych inicjatorów w procesie fotopolimeryzacji” była synteza i analiza struktur nowo zsyntezowanych związków oraz zbadanie ich właściwości spektroskopowych. Zakłada się, że wskazane pochodne 2-merkaptobenzotiazolu będą mogły znaleźć zastosowanie jako fotoinicjatory w układach inicjujących polimeryzację rodnikową różnych akrylanów. Ponadto, zgodnie z literaturą, niektóre z tych związków mogą działać nie tylko jako fotoinicjatory, ale także jako atrakcyjne bloki budulcowe i składniki zaawansowanych materiałów polimerowych charakteryzujących się wysokim współczynnikiem załamania światła, np. jako elastyczne soczewki wewnątrzgałkowe oraz do zastosowań przemysłowych (powłoki).
Tematem wystąpienia będzie przedstawienie założeń oraz wyników działania naukowego finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki zrealizowanego w ramach konkursu MINIATURA  6, pt. „Synteza oraz badanie właściwości spektroskopowych wybranych pochodnych 2-merkaptobenzotiazolu - potencjalnych inicjatorów w procesie fotopolimeryzacji” (nr rejestracyjny wniosku 2022/06/X/ST4/00581) w Zakładzie Chemii Organicznej na Wydziale Technologii i Inżynierii Chemicznej  Politechniki Bydgoskiej im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich.

3. dr inż. Waldemar Studziński - Ocena ekotoksykologiczna wybranych mikrozanieczyszczeń z grupy "emerging pollutants" w środowisku wodnym pod wpływem działania różnych czynników utleniających i chlorujących – MINIATURA 6

Streszczenie wystąpienia

Emerging pollutants (EPs) są to syntetyczne lub naturalnie występujące związki chemiczne, które nie są objęte monitoringiem w środowisku i mogą powodować niekorzystne skutki ekologiczne oraz stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego. W świetle ich potencjalnego niekorzystnego oddziaływania konieczne jest pilne podjęcie badań, które poszerzą wiedzę na temat zachowywania się tych związków w środowisku oraz ich toksyczności. Ze względu na to, iż większość związków EPs jest trwała i trudno biodegradowalna to konwencjonalne technologie oczyszczania ścieków nie są w stanie całkowicie ich usunąć. Dodatkowo pod  wpływem czynników utleniających i chlorujących powstają produkty degradacji, które  mogą cechować się wysoką toksycznością, są mobilne i trwałe w środowisku wodnym, stąd negatywnie oddziałują na faunę i florę oraz mogą być przenoszone w łańcuchu pokarmowym człowieka. Problem dotyczący EPs zauważyła również Komisja Europejska uruchamiając program identyfikacji wybranych EPs w matrycach wodnych oraz zbierając informacje na temat ich oddziaływania na środowisko wodne (Decyzja wykonawcza Komisji (EU) 2015/495).
W pracy uwzględniono dwa związki farmaceutyczne opublikowane na liście Komisji UE takie jak: trimetoprym oraz sulfametoksazol. Przeprowadzono badania trwałości związków pod wpływem promieniowania UV, czynników utleniających i chlorujących, które są stosowane w zaawansowanych procesach utleniania (AOPs). Kolejnym etapem badań była identyfikacja produktów transformacji badanych związków pod wpływem czynników utleniających i chlorujących bez i z udziałem promieniowania UV oraz określenie ich toksyczności, trwałości i mobilności w matrycy wodnej. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że niektóre produkty transformacji są bardziej toksyczne i trwałe w środowisku wodnym, niż związki macierzyste. Uzyskane informacje mogą stanowić podwaliny do opracowania systemu kontroli rozkładu wybranych EPs w stacjach oczyszczania i dezynfekcji wody, których na obecnym stanie techniki i wiedzy brakuje.

Zapraszamy do udziału w XVIII Seminarium Interdyscyplinarnym PBŚ, które odbędzie się 25 października 2023 r. (godz. 16:00 - 17:30) w Regionalnym Centrum Innowacyjności (sala nr C8).

Osoby, które chciałyby uczestniczyć w spotkaniu w sposób zdalny zapraszam na platformę  MS Teams.

Plan spotkania

1. dr hab. inż. Dariusz Kulus, prof. PBŚ - W drodze do wieczności: Wieloaspektowa analiza wpływu nanocząstek na właściwości krioprzechowywanego materiału roślinnego – SONATA 16

Streszczenie wystąpienia

„Wszystko czeka na swój czas, czas zaś na nic nie czeka” – mówi dawne przysłowie. Czy możliwe jest, aby w najbliższej przyszłości przestało być ono aktualne? Czy zatrzymanie czasu i procesu starzenia jest osiągalne, przynajmniej dla roślin, i jakie znaczenie mają w tym mikroskopijnej wielkości nanocząstki? Odpowiedzi na te pytania przybliża niniejszy projekt.
Ochrona bioróżnorodności, czyli zróżnicowania i zmienności genów, gatunków i ekosystemów, jest jednym z najważniejszych wyzwań współczesnego świata. Na przestrzeni dekad opracowano wiele strategii ochrony różnorodności biologicznej. Za najbardziej przyszłościową z nich uznaje się krioprezerwację, czyli przechowywanie tkanek w kriogenicznej temperaturze ciekłego azotu (-196oC). Jednak aby utrzymanie żywego materiału biologicznego w tak niskiej temperaturze było możliwe, musi on zostać odpowiednio przygotowany. Przydatne w tym mogą okazać się nanocząstki.
Nanocząstki to maleńkie, niedostrzegalne gołym okiem ani nawet przy użyciu klasycznego mikroskopu, struktury o wymiarach od 1 do 100 nm (czyli 10-9 m!). W porównaniu z konwencjonalnymi materiałami charakteryzują się wyższą reaktywnością chemiczną i unikatowymi właściwościami fizycznymi, w tym zwiększonym przewodnictwem cieplnym. W ostatnich latach nastąpił gwałtowny rozwój nanotechnologii. Nanocząstki stosowane są coraz powszechniej w różnych gałęziach przemysłu, medycynie, farmacji, kosmetyce oraz środkach ochrony roślin. Do tej pory nie wykorzystano ich jednak w krioprezerwacji i długotrwałym przechowywaniu roślinnych zasobów genowych. Wciąż brakuje kompleksowych badań na temat wpływu nanocząstek na organizmy żywe.
     Projekt dotyczy analizy wpływu wybranych typów nanocząstek na właściwości roślin odtworzonych z tkanek przechowywanych w ciekłym azocie. W ten sposób zweryfikowana zostanie przydatność nanomateriałów w kriobiologii. Zbadane będzie wnikanie nanocząstek do komórki, ich wpływ na reakcje stresowe, metabolizm oraz zmiany w materiale genetycznym i wyglądzie roślin. Jest to nowatorskie i pionierskie rozwiązanie, niewykorzystane dotąd w biotechnologii roślin.
Materiał badawczy stanowią dwie odmiany serduszki okazałej. Ze względu na łatwość uprawy, wyjątkowe piękno i trwałość kwiatów oraz dekoracyjne walory liści, jest to gatunek bardzo popularny na rynku ogrodniczym. Ponadto, dzięki licznym prozdrowotnym substancjom zawartym w roślinie, jest ona również wykorzystywana w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Ponieważ istnieje niewiele natywnych (endemicznych) populacji tego gatunku, a jednocześnie prezentuje on dużą wrażliwość na działanie czynników mutagennych, jest to idealny organizm modelowy do badań z zakresu ochrony bioróżnorodności oraz szeroko pojętej stabilności roślin.
W trakcie badań nanocząstki były aplikowane w różnych stężeniach w czasie pierwszego (prekultura) lub drugiego etapu (kapsułkowanie) procedury krioprezerwacji. Miało to na celu przyspieszenie tempa schładzania i rozmrażania prób. Po okresie przechowywania tkanek w ciekłym azocie oraz regeneracji roślin in vitro określony został wpływ nanocząstek na powodzenie krioprezerwacji. Przy pomocy markerów molekularnych oraz cytogenetycznych określono wpływ krioprezerwacji i zastosowanych nanocząstek na zmiany w genomie roślin. Wskaźniki biochemiczne (zawartość barwników, związków fenolowych oraz aktywność wybranych enzymów antyoksydacyjnych w pędach) pozwoliły na ocenę stabilności metabolicznej komórek. Ponadto przeprowadzono analizę cech morfologicznych i ocenę fenotypu roślin przeniesionych do dalszej uprawy w szklarni. Ponadto zaplanowano obrazowanie nanocząstek wnikających do komórek za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM).
Wyniki uzyskane w projekcie istotnie poszerzą wiedzę na temat wpływu nanocząstek na rośliny oraz będą miały ogromne znaczenie zarówno dla świata nauki, zwłaszcza kriobiologii, jak i praktyki ogrodniczej. Szczególnie ważne będzie zweryfikowanie przydatności nanomateriałów w krioprezerwacji i ochronie bioróżnorodności. Ważnym aspektem naszych badań jest analiza ewentualnych zmian w materiale genetycznym roślin oraz na poziomie syntezy metabolitów, który może zostać wykorzystany przez producentów i hodowców roślin, a także przemysł farmaceutyczny oraz kosmetyczny. Projekt realizowany jest we współpracy międzynarodowej z Uniwersytetem Przyrodniczym w Pradze.

2. dr hab. inż. Mirosław Banaszak, prof. PBŚ - Badania multiomiczne układu pokarmowego i cech fenotypowych kaczek żywionych paszą z dodatkiem glinokrzemianów – SONATA 17

Streszczenie wystąpienia

Glinokrzemiany to naturalne minerały (skały wulkaniczne) zawierające pierwiastki, wydobywane w niektórych krajach, w tym w Polsce (zwłaszcza zeolit i haloizyt). Przeprowadzono badania dotyczące stosowania glinokrzemianów (głównie zeolitu) w produkcji kurcząt rzeźnych. Stwierdzono, iż glinokrzemiany mają szeroką skuteczność jako sorbent lub składnik prozdrowotny poprzez stymulację i poprawę wzrostu ptaków oraz cech morfologicznych jelit.
Celem badań jest określenie wpływu dwóch rodzajów glinokrzemianów na zdrowie i fizjologię jelit, zmiany w składzie i aktywności mikrobioty jelitowej, cechy fenotypowe, w tym wzrost, umięśnienie w aspekcie fizykochemicznym i histologicznym kaczek dwóch linii. Plan badań obejmuje chów popularnie utrzymywanych kaczek Pekin:  Cherry Valley (angielski) i Orvia (francuski), z uwzględnieniem płci ptaków. Kaczki żywione są w oparciu o paszę kontrolną, a w grupach doświadczalnych stosowany jest zeolit lub haloizyt w ilości 1%. Analizowane jest spożycie paszy i charakterystyka trawienia. Po etapie odchowu ptaki poddane są ubojowi w celu pobrania tuszek, tkanek, narządów i treści jelitowej do dalszych etapów badań. Badania w polegają na analizie cech fenotypowych tuszek oraz cech fizykochemicznych mięśni kaczek. Prowadzone są analizy na poziomie histologicznym w celu uregulowania i sprawdzenia dokładnych zmian w tkankach kaczek. W ramach tych działań prowadzone są analizy wytrzymałości kości oraz wybranego odcinka jelit kaczki, co jest powiązane z analizami biochemicznymi, histologicznymi i multiomicznymi układu pokarmowego. W badaniach prowadzona jest także ocena profilu biochemicznego krwi oraz analiza aktywności β-glukozydazy i mucynazy w treści pokarmowej jelit, pH treści pokarmowej, krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, amoniaku, związków fenolowych i biogennych stężenia amin, a także mucyny. Oceniana jest też histologiczna struktura jelita kaczki. Zaplanowane w projekcie badania multiomiczne podzielone są na trzy podrozdziały. Prowadzona jest analiza ekspresji genów zarówno w przewodzie pokarmowym, jak i w mięśniach piersiowych, ocena zmian transkryptomicznych zachodzących w wyniku dodatku glinokrzemianów do paszy dla kaczek. Badania ekspresji genów obejmą wybrane panele genowe, w tym geny odpowiedzialne za zmiany immunostymulujące w jelitach, a także geny istotne w kształtowaniu cech fenotypowych tkanki mięśniowej i jakości mięsa. Analizy proteomiczne zakładają separację białek błony śluzowej jelita ślepego za pomocą dwuwymiarowej elektroforezy oraz identyfikację profilu białkowego w jelitach. W ramach analizy metagenomicznej materiału pobranego z układu pokarmowego wykonywane są badania zawartości mikrobioty jelitowej oraz sekwencjonowanie 16S.
Analizy jelit na poziomie fizykochemicznym, histologicznym, genomicznym, a także cech fenotypowych, począwszy od wzrostu, jakości tkanki mięśniowej i jej struktury, a skończywszy na zmianach transkryptomicznych, pozwolą uzyskać odpowiedzi na pojawiające się pytania. To, czy i w jaki sposób status zdrowotny jelit i wzrost kaczek może zależeć od dodatku zeolitu i haloizytu. Jak wynika z dotychczasowych badań, mają one potencjał w żywieniu drobiu, jednak wiedza na temat mechanizmów i zmian zachodzących w układzie pokarmowym oraz cech fenotypowych, jakie mogą wystąpić w wyniku stosowania tych glinokrzemianów, jest ograniczona. Uzyskane wyniki pozwolą na pogłębienie dotychczasowej wiedzy, a także pozwolą na wnikliwą analizę rozwoju i funkcjonowania mięśni oraz układu pokarmowego kaczek. Jest to o tyle istotne, że jelita ptactwa wodnego znacznie różnią się budową od powszechnie stosowanego modelu badawczego, czyli kurcząt.

Badania prowadzone są w ramach projektu nr. 2021/43/D/NZ9/01756 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki

3. dr hab. inż. Aleksandra Dunisławska, prof. PBŚ - ActEpi: Aktywacja mechanizmów epigenetycznych u drobiu przez programowanie mikrobioty jelitowej – SONATA 17

Streszczenie wystąpienia

Epigenetyka napędzana jest czynnikami środowiskowymi, aktywującymi lub dezaktywującymi różne mechanizmy kontrolujące ekspresję genów. Jeśli mechanizmy epigenetyczne wpływają na ekspresję genów, głównym pytaniem badawczym jest: co kontroluje mechanizmy epigenetyczne?
Pod wpływem wielu czynników środowiskowych zmianom ulega wieloetapowy proces transkrypcji materiału genetycznego do białka, co może skutkować modulacją cech fenotypowych osobnika. Jedną z najbardziej specyficznych i intymnych relacji, jakie zwierzę rozwija przez całe życie, jest relacja z mikrobiotą jelitową. Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu statusu zdrowotnego drobiu. Wpływa na organizm gospodarza regulując procesy związane z odpowiedzią immunologiczną, procesy metaboliczne i trawienne oraz wchłanianie składników odżywczych. W realizowanym projekcie w ramach konkursu SONATA finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki zajmiemy się komunikacją między mikrobiotą jelitową i epigenomem drobiu. Proponowany projekt opiera się na dowodach pozyskanych z wcześniejszych badań, że podanie in ovo substancji bioaktywnych w 12. dniu inkubacji jaja wpływa na stan zdrowia i dobrostan żywiciela przez cały okres odchowu. Zgodnie z tą wstępną koncepcją sformułowano hipotezę badawczą, że ukierunkowana aktywacja mechanizmów epigenetycznych regulujących ekspresję genów jest możliwa poprzez wczesne programowanie mikrobioty jelitowej przez prebiotyk oraz metabolity bakteryjne. W tym projekcie zamierzamy przedstawić dowody dla koncepcji, że programowanie drobnoustrojów przez substancje bioaktywne jest odpowiedzialne za ekspresję genów zależną od epigenetyki.
Stawiane pytania badawcze w projekcie to:
(1) Jakie znaczenie ma wczesna stymulacja mikrobioty jelitowej w oś epigenom-mikrobiom?
(2) Jaki jest bezpośredni wpływ prebiotyku i postbiotyku na mechanizmy molekularne i biochemiczne, a pośredni wpływ na fenotyp gospodarza?
(3) Jak zmienia się profil bakterii jelitowych po podaniu pojedynczej dawki substancji bioaktywnej in ovo?
(4) Jaki mechanizm epigenetyczny napędza wyciszanie ekspresji genów?
(5) Czy zmiany w ekspresji na poziomie mRNA znajdują odzwierciedlenie na poziomie białka?

4. dr inż. Magdalena Warczak - Zużyte baterie litowo-jonowe jako elektrokatalizatory w układach konwersji energii – Baterie w gospodarce o obiegu zamkniętym – SONATA 18

Streszczenie wystąpienia

Celem Projektu jest badanie właściwości elektrokatalitycznych materiałów odzyskanych ze zużytych baterii litowo-jonowych w reakcji redukcji tlenu (ang. Oxygen Reduction Reaction, ORR) i reakcji wydzielania tlenu (ang. Oxygen Evolution Reaction, OER), które odgrywają kluczową rolę w układach konwersji energii. W obliczu malejących źródeł paliw kopalnych i wysokiego poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze, rozwój systemów energii odnawialnej staje się pilnym zagadnieniem! Nadchodzący globalny kryzys energetyczny i problemy środowiskowe sprawiają, że poprawa wydajności reakcji elektrodowych ORR i OER, będących „sercem” układów konwersji energii należy do priorytetowych obszarów badań naukowych. Ponadto, wzrost popularności przenośnej elektroniki (smartfony, tablety, laptopy itp.) przyczynił się do zwiększenia produkcji baterii litowo-jonowych, co doprowadziło z kolei do wygenerowania ogromnej ilości odpadów. W związku z tym istnieje duże zapotrzebowanie na doskonalenie metod przetwarzania zużytych baterii oraz poszukiwanie nowych możliwości i zastosowań ponownego ich wykorzystania. Wychodząc naprzeciw tym oczekiwaniom, w Projekcie wykorzystujemy materiały odzyskane ze zużytych baterii litowo-jonowych jako elektrokatalizatory dla reakcji ORR i OER.
Realizowany Projekt ma na celu określenie zależności między składem i strukturą materiałów odzyskanych ze zużytych baterii litowo-jonowych (LiB) a ich aktywnością katalityczną względem procesów ORR i OER.
Zużyte baterie litowo-jonowe poddane zostaną recyklingowi metodą ługowania kwasami, a następnie odzyskane w ten sposób materiały będą badane jako katalizatory w reakcji redukcji i wydzielania tlenu.
Wyniki uzyskane w ramach realizowanego Projektu pozwolą na lepsze poznanie i poszerzenie wiedzy na temat mechanizmów procesów ORR i OER, i będą miały wpływ na rozwój nauki w dziedzinie odnawialnych źródeł energii.