Biomateriały muszą spełniać szereg wymagań, takich jak odporność na korozję, biozgodność czy wysoką odporność na zużycie ścierne. Zjawisko powstawania produktów zużycia ściernego jest niekorzystne, gdyż może wywołać reakcję zapalną organizmu w obszarze kontaktu implantu z tkanką. Z tego powodu odporność na zużycie powierzchni biomateriałów jest istotnym czynnikiem zapewniającym ich prawidłowe funkcjonowanie. W niniejszej pracy zbadaliśmy właściwości tribologiczne tytanu, którego powierzchnię poddano funkcjonalizacji metodą Bezpośredniej Laserowej Litografii Interferencyjnej (ang. Direct Laser Interference Patterning - DLIP). DLIP pozwala na wytworzenie periodycznych wzorów na modyfikowanej powierzchni, o wielkościach w różnej skali, które mają pozytywny wpływ na odpowiedź komórkową. Metodą DLIP na powierzchni tytanu po kulowaniu i trawieniu (stan wyjściowy) wytworzyliśmy dwa rodzaje periodycznych wzorów: prążki (grooves) oraz siatkę (grid). Uzyskane wyniki są jednymi z pierwszych w literaturze w kontekście analizy wpływu tak przeprowadzonych obróbek powierzchniowych na odporność tribologiczną tytanu. Badania tribologiczne wykonaliśmy w roztworze Hanka w temperaturze 37 °C, metodą trzpień-płytka. W ramach przeprowadzonych badań wykazaliśmy, że próbki o bardziej jednorodnej topografii powierzchni (stan wyjściowy oraz o topografii siatki) wykazywały podobne zachowanie tribologiczne. W przypadku próbek z prążkami, których powierzchnia charakteryzowała się wyraźną teksturą morfologiczną, zmiany na krzywych zużycia miały charakter periodyczny, niezależnie od kierunku badania. Anizotropowa topografia powierzchni prążków wpływała na osadzanie i gromadzenie produktów zużycia w strefie kontaktu trzpienia z płytką, powodując podczas tarcia skokowy spadek na krzywej zużycia. Fluktuacje pojawiały się po osiągnięciu krytycznej grubości produktów zużycia i ich oderwaniu od powierzchni trących, skutkując skokowymi zmianami na krzywej przemieszczenia o kilka mikrometrów. Pomimo funkcjonalizacji metodą DLIP, zachowanie tytanu podczas zużycia pozostaje silnie zależne od topografii stanu wyjściowego przed funkcjonalizacją laserową. Czynnik ten, musi być uwzględniany przy projektowaniu powierzchni tytanowych implantów, bowiem obecność periodycznych struktur na powierzchni biomateriałów sprzyja różnicowaniu się komórek osteoblastów. 

Bezpośrednia dehydrogenacja etanu (EDH) prowadzona z wykorzystaniem protonowych ceramicznych ogniw elektrolitycznych (PCEC) stanowi obiecującą strategię produkcji etylenu. Praktyczne zastosowanie tej techniki jest jednak ograniczone przez niedobór wysokowydajnych materiałów anodowych. W niniejszej pracy nanowłókna PrBa₀,₅Sr₀,₅Co₁,₅Fe₀,₅O₅+δ (PBSCF) zostały zsyntezowane jako anody PCEC i wykazały wysoką aktywność w reakcji EDH, osiągając selektywność etylenu do 93,8% oraz konwersję etanu na poziomie 63,7% przy gęstości prądu 535 mA cm⁻² i temperaturze 700 °C. Połączenie zaawansowanych technik spektroskopowych z obliczeniami opartymi na teorii funkcjonału gęstości (DFT) ujawniło obecność ściskających naprężeń w nanowłóknach. Naprężenia te osłabiają wiązania metal–tlen oraz przesuwają centrum pasma O 2p bliżej poziomu Fermiego, co sprzyja tworzeniu wakansów tlenowych. Synergistyczne oddziaływanie ściskających naprężeń i wakansów tlenowych zwiększa adsorpcję C₂H₆ oraz ułatwia etapy dehydrogenacji prowadzące do powstawania C₂H₄. Uzyskane wyniki mogą znaleźć szerokie zastosowanie w projektowaniu nanostrukturalnych elektrokatalizatorów dla innych wysokotemperaturowych urządzeń elektrochemicznych.

Heksanal, będący lotnym związkiem organicznym (VOC), jest potencjalnym biomarkerem wczesnego wykrywania raka płuc. W niniejszym badaniu opracowano elastyczny biosensor dwumodalny, integrujący powierzchniowo wzmocnione rozpraszanie Ramana (SERS) oraz detekcję kolorymetryczną, przeznaczony do ilościowej analizy heksanalu w wydychanym powietrzu człowieka. Biosensor wykorzystuje nanokostki srebra otoczone podwójnym wodorotlenkiem warstwowym Co–Ni (AgNCs@Co–Ni LDH) jako matrycę funkcjonalną, zapewniającą zarówno wysokie wzmocnienie sygnału SERS, jak i efektywną adsorpcję VOC. W celu uzyskania selektywnej detekcji AgNCs@Co–Ni LDH wprowadzono do hydrożeli agarozowych wraz z 3-metylo-2-benzotiazolinonohydrazonem (MBTH). Otrzymane plastry hydrożelowe MBTH–AgNCs@Co–Ni LDH umożliwiają utlenianie heksanalu, co prowadzi do jednoczesnego generowania sygnałów kolorymetrycznych i SERS oraz powstawania akryzyny, będącej niebieskim produktem reakcji. Ta oparta na hydrożelu dwumodalna platforma sensoryczna wykazuje wysoką selektywność, doskonałą stabilność oraz dużą precyzję w detekcji heksanalu metodą SERS. Granica wykrywalności dla metody SERS została określona na poziomie 3,34 × 10⁻¹³ M. Ponadto opracowano i zoptymalizowano kompaktowy, wieloterminalowy system inteligentnego rozpoznawania oparty na sieciach konwolucyjnych CNN, umożliwiający ulepszoną analizę plastrów hydrożelowych poprzez przenośną, sterowaną sztuczną inteligencją i działającą w czasie rzeczywistym analizę kolorymetryczną. W rezultacie przedstawiona praca nie tylko umożliwia skuteczne wykrywanie heksanalu w wydychanym powietrzu pacjentów z podejrzeniem raka płuc, podkreślając jej potencjał w przesiewowym wykrywaniu tej choroby na wczesnym etapie, lecz także tworzy podstawy do rozwoju multimodalnych biosensorów hydrożelowych do szerszych zastosowań w diagnostyce chorób.

Deuterony to jądra atomowe złożone z neutronu i protonu, które są związane ze sobą oddziaływaniem silnym. W przeszłości badano niesparowane układy składające się z deuteronu i trzeciego nukleonu za pomocą eksperymentów rozpraszania, ponieważ stanowią one podstawowy punkt odniesienia w fizyce jądrowej do badania oddziaływań jądrowych i właściwości jąder. W tej pracy przedstawiono korelacje femtoskopowe K+−d oraz p−d mierzone przez kolaborację ALICE w zderzeniach proton-proton (pp) przy energii √s = 13 TeV w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC). Wykazano, że korelacje w przestrzeni pędu między deuteronami a kaonami lub protonami pozwalają badać układy trzech hadronów na odległościach porównywalnych z promieniem protonu. Analiza korelacji K+−d pokazuje, że względne odległości, na których powstają deuterony i protony lub kaony, wynoszą około 2 fm. Analiza korelacji p−d wykazuje, że dane można wyjaśnić jedynie pełnym obliczeniem trójciałowym, które uwzględnia wewnętrzną strukturę deuteronu. W szczególności pokazano, że obserwowana korelacja jest czuła na krótkozasięgową część oddziaływania. Wyniki te wskazują, że badanie korelacji z udziałem lekkich jąder w zderzeniach pp na LHC pozwoli również uzyskać informacje o dowolnych układach trójciałowych w sektorach dziwnym (strange) i charm.

Niskoaktywacyjne stopy o wysokiej entropii na bazie wolframu są potencjalnymi kandydatami do zastosowania w reaktorach fuzyjnych nowej generacji ze względu na ich wyjątkową odporność na promieniowanie, obciążenia cieplne oraz naprężenia. Opracowujemy dokładny i wydajny, uczony maszynowo potencjał międzyatomowy dla układu W–Ta–Cr–V i wykorzystujemy go w hybrydowych symulacjach Monte Carlo i dynamiki molekularnej do badania uporządkowania oraz segregacji do wszystkich powszechnych typów defektów w stopie WTaCrV. Uzyskane przewidywania porównujemy z analizą segregacji i wytrąceń przeprowadzoną metodą tomografii sondy atomowej w cienkich warstwach WTaCrV. Uwzględniając dodatkowo dwa inne stopy, WTaV oraz MoNbTaVW, jesteśmy w stanie sformułować ogólne wnioski dotyczące preferowanej segregacji w stopach ogniotrwałych oraz przyczyn tego zjawiska, co dostarcza wskazówek do projektowania przyszłych stopów i pozwala lepiej wyjaśnić obserwacje eksperymentalne. Wykazujemy, że obserwowane eksperymentalnie wytrącenia CrV w stopie WTaCrV tworzą półkoherentne granice międzyfazowe typu BCC–BCC z otaczającą osnową, ponieważ wytrącenia w pełni koherentne nie są termodynamicznie stabilne z powodu nadmiernego niedopasowania parametrów sieci. Przewidywania uzyskane z symulacji są w dobrej zgodności zarówno z wynikami naszej analizy tomografii sondy atomowej, jak i z wcześniejszymi obserwacjami eksperymentalnymi.

Stopy o wysokiej entropii (HEA) są badane jako materiały potencjalnie odporne na promieniowanie; w niektórych składach wykazują one dobrą odporność na tworzenie się klastrów defektów. Jednym z takich układów jest WTaCrV, jednak dotychczas jedynie jeden skład został eksperymentalnie przebadany pod kątem napromieniania jonami i wykazał on rozkład fazowy w niskiej temperaturze. W niniejszej pracy systematycznie badamy właściwości termodynamiczne całej czwórnikowej przestrzeni składu. Wykorzystując połączenie obliczeń ab initio, metody rozwinięcia klastrowego oraz symulacji Monte Carlo, uzyskujemy zależne od temperatury funkcjonały energii swobodnej, parametry uporządkowania krótkiego zasięgu oraz konfiguracje atomowe, które mogą być bezpośrednio porównane z obserwacjami eksperymentalnymi. Dane te posłużyły następnie do skonstruowania mapy stabilności fazowej oraz baz danych termodynamicznych (TDB), ilustrujących stabilność fazy o sieci centrowanej w ciele (BCC) w całej przestrzeni składu. Nasze wyniki identyfikują obszary składu, które są mniej podatne na separację fazową w niskich temperaturach. Uzyskane wnioski dostarczają predykcyjnych wskazówek przy wyborze składów o większym prawdopodobieństwie zachowania jednofazowego roztworu stałego, co zostało przez nas potwierdzone wynikami eksperymentalnymi.

Artykuł podejmuje istotne zagadnienia dekarbonizacji systemów ciepłowniczych (DH) oraz związanej z tym rzeczywistej efektywności energetycznej ciepłownictwa. Wykazuje, że analiza kilkuset budynków poddanych termomodernizacji w Polsce wskazuje jedynie marginalny wzrost efektywności energetycznej. Badania eksperymentalne dowodzą, że przyczyną tego stanu rzeczy jest często brak regulacji sieci centralnego ogrzewania oraz jej przewymiarowanie.  W pracy zaproponowano nową metodologię / mapę drogową, skoncentrowaną na modernizacji i regulacji węzłów cieplnych oraz jednoczesnej poprawy rzeczywistej efektywności energetycznej całego  systemu ciepłowniczego, a następnie na wdrażaniu niskoemisyjnych źródeł ciepła (w tym ciepła odpadowego) oraz rozwiązań cyfrowych (monitoringu i modelowania). 

Jako studium przypadku wykorzystano system ciepłowniczy (DHS) w Łomży, reprezentujący typowy wschodnioeuropejski system ciepłowniczy. W artykule przedstawiono oraz przeanalizowano wyniki eksperymentu przeprowadzonego w skali całego systemu ciepłowniczego w Łomży. Wykazano m.in., że zastosowana metodologia umożliwiła obniżenie temperatury zasilania w całym systemie z 121 do 96°C, co doprowadziło do zmniejszenia strat ciepła, a w konsekwencji do redukcji zużycia węgla i emisji CO₂ (do 30%), a także do zwiększenia efektywności przekazywania ciepła w budynkach, poprawy stabilności hydraulicznej sieci oraz polepszenia warunków pracy układów mieszających w elektrociepłowni (CHP) i ciepłowni.

W ostatnich latach w Warszawie obserwuje się rozwój licznych wielofunkcyjnych kompleksów powstających na terenach dawnych zakładów przemysłowych. Inwestycje te wykorzystują relikty historycznej architektury industrialnej, świadomie odwołując się do przemysłowej przeszłości tych miejsc. Pomimo silnej presji inwestycyjnej, wysokich cen gruntów oraz rosnących kosztów realizacji, coraz większa liczba inwestorów dostrzega znaczenie zachowania fragmentów, a niekiedy nawet całych zespołów, dawnej zabudowy poprzemysłowej. Artykuł analizuje trzy kluczowe projekty rewitalizacji terenów poprzemysłowych w Warszawie, które w udany sposób łączą współczesne rozwiązania architektoniczne z pamięcią o historycznych funkcjach przemysłowych tych obszarów. Każdy z omawianych przykładów ukazuje, w jaki sposób nowoczesna architektura może współistnieć z substancją historyczną, tworząc przestrzenie respektujące dziedzictwo miejsca, a jednocześnie odpowiadające na potrzeby współczesnego życia miejskiego. Zrewitalizowane obszary pełnią nie tylko funkcje mieszkaniowe, komercyjne i kulturalne, lecz także stanowią swoiste „żywe pomniki” dziedzictwa przemysłowego miasta. Tym samym przyczyniają się do przekształcania krajobrazu urbanistycznego Warszawy, inicjując wartościowy dialog pomiędzy historią a nowoczesnością.

Podwójny mostek aktywny (Dual Active Bridge, DAB) jest przekształtnikiem energoelektronicznym szeroko stosowanym w takich obszarach jak transport, odnawialne źródła energii oraz systemy magazynowania energii oparte na akumulatorach. Ten typ przekształtnika zazwyczaj pełni rolę interfejsu pomiędzy źródłami napięcia, zapewniając izolację galwaniczną przy jednoczesnej pracy w warunkach zmiennej mocy przesyłanej. W rezultacie może pojawić się przejściowy prąd składowej stałej (DC-bias), prowadzący do zwiększonych strat oraz potencjalnie powodujący nasycenie elementów magnetycznych. Zazwyczaj, w celu przezwyciężenia powyższych negatywnych efektów, stosuje się odpowiednie sterowanie przekształtnikiem. Jedna z niedawno zaproponowanych metod eliminacji prądu DC-bias opiera się na idei fazowego przesunięcia przebiegów napięcia w taki sposób, aby przebiegi prądu na początku cyklu przełączania rozpoczynały się od zera. Podejście to umożliwia płynne przejście mocy. Jednak wspomniana metoda została zaimplementowana jedynie dla specyficznych trybów modulacji TPS. Innym zagadnieniem jest wpływ czasu martwego (dead-time), którego kompensacja nie została dotychczas przedstawiona w prosty sposób. W związku z powyższym zaproponowano algorytm o nazwie Real-Time Zero Current Prediction (RT-ZCCP), którego celem jest rozszerzenie znanego rozwiązania o kompatybilność z dowolnym schematem modulacji, a także o prostą technikę kompensacji czasu martwego. W artykule przedstawiono algorytm RT-ZCCP krok po kroku, wraz ze szczegółową analizą wpływu czasu martwego, oraz zaproponowano optymalną metodę doboru wartości czasu korekcyjnego. Przeprowadzono również analizę odporności zaproponowanego algorytmu, zależną od parametrów obwodu. Algorytm RT-ZCCP został zaimplementowany na mikrokontrolerze TMS320F28379D i pomyślnie zweryfikowany na laboratoryjnym prototypie o mocy 1,3 kW, wykorzystującym moduły MOSFET na bazie SiC, pracującym z częstotliwością przełączania 40 kHz. Co więcej, w celu potwierdzenia skuteczności zaproponowanego algorytmu RT-ZCCP przeprowadzono porównanie wyników eksperymentalnych z innymi konkurencyjnymi metodami.

Wiadomo, że rozmiar domieszek wpływa na ścieżki przewodnictwa z udziałem wakansów tlenowych oraz przewodność jonową w cerii domieszkowanej, jednak podstawowe mechanizmy na poziomie atomowym pozostają niejasne. W niniejszej pracy łączymy całkowite rozpraszanie neutronów z wielkoskalowymi symulacjami atomistycznymi w celu analizy lokalnych struktur defektów w dwóch reprezentatywnych systemach cerii domieszkowanej: Ce₀.₈Gd₀.₂O₁.₉ (GDC) oraz Ce₀.₈Nd₀.₂O₁.₉ (NDC). Lokalna struktura GDC, będącej komercyjnie stosowanym przewodnikiem jonowym, została po raz pierwszy zbadana przy użyciu całkowitego rozpraszania neutronów na próbkach wzbogaconych w ¹⁶⁰Gd. W GDC obserwuje się mniejszą liczbę klastrów defektów, przy czym pary wakansów wykazują preferencyjne wyrównanie w kierunkach ⟨111⟩ i ⟨110⟩, natomiast kierunek ⟨100⟩ jest niekorzystny w strukturze sześciennej typu fluorytu. Oddziaływania Gd–Gd w GDC destabilizują uporządkowanie w kierunku ⟨100⟩, sprzyjając bardziej otwartej sieci defektów, która wspomaga efektywny transport jonów tlenkowych. W przeciwieństwie do Gd³⁺ (1,053 Å w koordynacji 8-krotnej z tlenem), nieco większa domieszka Nd³⁺ (1,109 Å) w NDC sprzyja bardziej zwartej konfiguracji defektów, charakteryzującej się zwiększonym tworzeniem klastrów defektów i stabilizacją wyrównania wakansów w kierunku ⟨100⟩ na skutek dominujących oddziaływań Nd–wakans, co znacząco obniża przewodność jonową. Gd³⁺ zapewnia optymalną równowagę między rozszerzeniem sieci a zachowaniem korzystnej struktury defektów dla transportu jonowego. Wyniki te dostarczają mechanistycznego wyjaśnienia kontrolowanych przez rozmiar domieszek ścieżek przewodnictwa w cerii domieszkowanej lantanowcami i w istotny sposób przyczyniają się do zrozumienia transportu ładunku przez jony, elektrony i protony w materiałach przewodzących nowej generacji.

Ceramiki oparte na perowskicie Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃ (NBT) wzbudziły zainteresowanie ze względu na swoje właściwości ferroelektryczne, wysoką temperaturę Curie (∼ 325 °C) oraz dużą polaryzację resztkową (~38 × 10⁻⁶ Ccm⁻²). Co ciekawe, NBT wykazuje również wysoką przewodność jonów tlenkowych, gdy stosunek molowy Na:Bi jest większy niż jeden, natomiast przewodność jest znacznie niższa, gdy stosunek ten jest równy lub mniejszy od jedności. Pomimo intensywnych badań naukowych, zjawisko to wciąż nie doczekało się pełnego wyjaśnienia. W niniejszej pracy łączymy pomiary eksperymentalne z najnowocześniejszymi metodami teorii funkcjonałów gęstości (Density Functional Theory, DFT), wykorzystując funkcjonał SCAN (Strongly Constrained and Appropriately Normed) wraz z zastosowaniem poprawki Hubbarda, w celu modelowania dynamiki jonów tlenkowych w NBT. Właściwości dynamiczne jonów tlenu korelują z subtelnymi zmianami w strukturze elektronowej, ujawniając powstawanie polaronów. Zaobserwowano, że polarony lokalizują się w pobliżu przestrzennie oddzielonych wakansów jonów tlenkowych, gdy Na:Bi < 1, natomiast przy Na:Bi > 1 tylko połowa wakansów znajduje się w sąsiedztwie polaronów i wzajemnie się przyciąga, co prowadzi do powstawania klastrów wakansów, które stają się centrami mobilności dla dyfundujących jonów.

Wraz z szybkim rozwojem nowoczesnych urządzeń elektronicznych oraz rosnącą różnorodnością scenariuszy ich zastosowań, elastyczne systemy magazynowania energii (FESS) zyskały szerokie zainteresowanie jako nieodłączny element urządzeń elektronicznych. Elektrolit jest uważany za jeden z najbardziej wpływowych komponentów, cieszących się ogromnym zainteresowaniem naukowym i komercyjnym, który decyduje o wydajności FESS. Elektrolity przechodzą znaczące zmiany strukturalne — od ciekłych do stałych, od sztywnych do elastycznych oraz od organicznych do wodnych — w celu sprostania ewoluującym wymaganiom stawianym systemom FESS. Niniejszy przegląd przedstawia ewolucyjną ścieżkę rozwoju elektrolitów w trzech wymiarach: przejście od cieczy do ciała stałego, od struktur sztywnych do elastycznych oraz od formulacji organicznych do wodnych. Ponadto omówiono potencjalne mechanizmy wpływające na stabilność elektrochemiczną oraz właściwości międzyfazowe elektrolitów, a także ich oddziaływanie na parametry pracy baterii. Następnie przedstawiono różne strategie mające na celu rozwiązanie tych wyzwań i przyspieszenie rozwoju elektrolitów dla FESS. Na końcu oceniono funkcjonalność i projektowanie strukturalne, metody obliczeniowe oraz kompatybilność (integrację) systemów FESS, po czym zaprezentowano kompleksowe podsumowanie i perspektywy dalszych badań. Autorzy są przekonani, że artykuł ten pomoże badaczom w zrozumieniu podstawowych przyczyn omawianych wyzwań oraz w projektowaniu nowoczesnych elastycznych elektrolitów stałotlenkowych do konstrukcji FESS, które charakteryzują się wysoką kompatybilnością i doskonałymi właściwościami użytkowymi.