Laboratorium Badań Strukturalnych Tekstyliów i Materiałów Polimerowych

Opiekun pracowni: dr hab. Adam Puszkarz

Sala: 31

Mikrotomograf komputerowy SkyScan 1272 (Bruker, Belgia) umożliwia nieniszczącą ilościową i jakościową analizę struktury ciał stałych w mikroskali. Dzięki wysokiej rozdzielczości detektora promieniowania rentgenowskiego pozwala na identyfikację i obrazowanie 2D i 3D obiektów o rozmiarach rzędu mikrometra.

Posiadamy doświadczenie w badaniach strukturalnych następujących materiałów:

• tekstylia
• kompozyty
• folie
• pianki
• drewno
• wypełnienia w koronach i kanałach zębów
• implanty kostne i stomatologiczne
• skafoldy

Przykładowe wizualizacje badanych materiałów otrzymane na podstawie tomografii:

 Wybrane publikacje opisujące badania z zastosowaniem mikrotomografii komputerowej:

1. Pabjańczyk-Wlazło E., Tarzyńska N., Bednarowicz A., Puszkarz A.K., Szparaga G.: Polymer-Based Electrophoretic Deposition of Nonwovens for Medical Applications: The Effect of Carrier Structure, Solution, and Process Parameters, Marine Drugs (2021),  ISSN 1660-3397, DOI: 10.3390/md19100533

2. Skrzetuska E., Puszkarz A.K., Pycio Z., Krucińska I.: Assessment of the Impact of Clothing Structures for Premature Babies on Biophysical Properties, Materials (2021), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma14154229

3. Radwański M., Łęski M., Puszkarz A.K., Krucińska I.: Shaping Ability of ProTaper Next, Hyflex CM, and V-Taper 2H Nickel-Titanium Files in Mandibular Molars: A Micro-computed Tomographic Study, Iranian Endodontic Journal (2022),   ISSN 1735-7497, DOI: 10.22037/iej.v16i2.30586

4. Pabjańczyk-Wlazło E.K., Puszkarz A.K., Bednarowicz A., Tarzyńska N., Sztajnowski S.: The Influence of Surface Modification with Biopolymers on the Structure of Melt-Blown and Spun-Bonded Poly(lactic acid) Nonwovens, Materials (2022), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma15207097

5. Radwański M., Łęski M., Puszkarz A.K., Sokołowski J., Bourgi R., Sauro S., Łukomska-Szymańska M.: A Micro-CT Analysis of Initial and Long-Term Pores Volume And Porosity of Bioactive Endodontic Sealers, Biomedicines (2022), ISSN 2227-9059, DOI: 10.3390/biomedicines10102403

6. Renard M., Puszkarz A.K.: Modeling of Heat Transfer Through Firefighters Multilayer Protective Clothing Using the Computational Fluid Dynamics Assisted by X-Ray Microtomography and Thermography, Materials (2022), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma15155417

7. Krucińska I., Skrzetuska E., Puszkarz A.K., Kawełczyk M.: Assessment of the Impact of Ionizing Radiation Absorption on the Structural, Mechanical and Biophysical Properties of Textiles Used in Multilayer Space Suit, Materials (2022), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma15144992

8. Skrzetuska E., Puszkarz A.K., Nosal J.: Assessment of the Impact of the Surface Modification Processes of Cotton and Polyester Fabrics with Various Techniques on Their Structural, Biophysical, Sensory, and Mechanical Properties, Polymers (2022), ISSN 2073-4360, DOI: 10.3390/polym14040796

9. Kowalski J., Puszkarz A.K., Radwański M., Sokołowski J., Cichomski M., Bourgi R., Hardan L., Sauro S., Lukomska-Szymańska M.: Micro-CT Evaluation of Microgaps at Implant-Abutment Connection, Materials (2023), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma16124491

10. Samuel B.T.,  Barburski M., Witczak E., Puszkarz A.K.: Enhancement of Low and Medium Frequency Sound Absorption Using Fabrics and Air Gaps, Textile Research Journal (2023),  ISSN 0040-5175, DOI:10.1177/00405175231186176

11. Renard M., Machnowski W., Puszkarz A.K.: Assessment of Thermal Performance of Phase-Change Material-Based Multilayer Protective Clothing Exposed to Contact and Radiant Heat, Applied Sciences (2023), ISSN 2076-3417, DOI:10.3390/app13169447

12. Miśkiewicz, P., Puszkarz A.K.: Assessment of Insulation against Contact Heat and Radiant Heat of Composites with TiO₂-ZrO₂-Al and Parylene C Coatings Intended for Protective Gloves Supported by Computational Fluid Dynamics, Applied Sciences (2023), ISSN 2076-3417 2023, DOI: 10.3390/app132212420

13. Tokarska M., Miśkiewicz P., Puszkarz, A.K., Nosal, A.: Evaluation of Insulation against Contact Heat, Radiant Heat and Sensory Comfort of Basalt Fabric-Based Composites with Parylene C Coating, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe (2023), ISSN 1230-3666, DOI: 10.2478/ftee-2023-0050

14. Kaczor-Wiankowska K., Puszkarz A.K., Palczewska-Komsa M., Lipa S., Krasowski M., Sokołowski J., Lewusz-Butkiewicz K., Ulacha K., Nowicka A.: Internal Adaptation of Composite Fillings Made Using Universal Adhesives—A Micro-Computed Tomography Analysis, Materials (2024), ISSN 1996-1944, DOI: 10.3390/ma17030636

15. Klimczuk B., Rudnicka A., Owczarek O., Puszkarz A.K., Szparaga G., Puchalski M.: Investigation of the Hydrolytic Degradation Kinetics of 3D-Printed PLA Structures under a Thermally Accelerated Regime, Materials (2024), ISSN 1996-1944, DOI:10.3390/ma17051043

16. Skrzetuska E., Puszkarz A.K., Nosal J.: Assessment of Impact of the Surface Modification Techniques on Structural, Biophysical, and Electrically Conductive Properties of Different Fabrics, Materials (2024), ISSN 1996-1944, DOI:10.3390/ma17051169

Opiekun pracowni: dr hab. Michał Puchalski, prof. uczelni

Sala: 141/2, 141

W pracowni prowadzone są zajęcia dydaktyczne i badawczo-naukowe z zakresu oceny struktury nadcząsteczkowej materiałów polimerowych oraz struktury krystalicznej materiałów inżynierskich metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. W pracowni wykonywana jest ocena wskaźnika krystaliczności i parametrów komórki elementarnej metodą szerokokątowej dyfrakcji rentgenowskiej (ang. Wide Angle X-ray Diffraction, WAXD), oraz kształtów i rozmiarów nanomateriałów w układach koloidalnych, a także wielkości krystalitów w materiałach polimerowych metodą rozpraszania promieni rentgenowskich przy małych kątach (ang. Small Angle X-ray Scattering, SAXS). Ponadto prowadzone są badania związane z identyfikacją materiałów o budowie krystalicznej w oparciu o bazę widm dyfrakcyjnych ICDD.

W pracowni prowadzone są również prace badawczo-naukowe z zakresu badania budowy chemicznej i identyfikacja polimerów oraz modyfikacji i dodatków do nich metodami spektrofotometrycznymi w zakresie promieniowania IR, oraz UV-VIS NIR technikami prześwietleniową i odbiciową.

Wykonywana jest również analiza właściwości termicznych, termomechanicznych oraz przejść fazowych materiałów polimerowych. Aparatura badawcza będąca na wyposażeniu pracowni pozwala na wyznaczenie temperatur przejść fazowych polimerów oraz analizę statyczną i dynamiczną właściwości termomechanicznych oraz reologicznych materiałów polimerowych.

Oferta dla przemysłu:

• Wykonywanie badań struktury nadcząsteczkowej materiałów polimerowych, w tym oznaczenie wskaźnika krystaliczności metodą rentgenograficzną.
• Wykonywanie badań z zakresu identyfikacji materiałów polimerowych i efektów ich modyfikacji.
• Wykonywanie badań z zakresu analizy właściwości termicznych, termomechanicznych oraz przejść fazowych materiałów polimerowych.

Wykaz aparatury:

• Szerokokątowy dyfraktometr rentgenowski (WAXD) X’Pert Pro firmy PANalytical,
• Dyfraktometr rentgenowski pracujący przy małych kątach (SAXS) SAXSess firmy Anton Paar.
• Spektrofometr FTIR Nicolet 6700 firmy  Thermo Scietific, Spektrofotometr UV Vis  V670 firmy Jasco.
• Skaningowy kalorymetr różnicowy model DSC Q200 i dynamiczny termo-mechaniczny analizator model DMA Q800 firmy TA Instruments.

Opiekun pracowni: dr hab. Michał Puchalski, prof. uczelni

Sale: 29/5, 138, 140, 158, 165

W pracowni prowadzone są zajęcia dydaktyczne i badawczo-naukowe z zakresu badań mikroskopowych materiałów inżynierskich. Pracowania wyposażona jest w mikroskopy optyczne transmisyjne, techniczne oraz prowadzące obserwacje układzie interferencyjnym co umożliwia prowadzenia badań mikrosturkturalnych i morfologicznych materiałów włóknistych i polimerowych. W pracowni znajduje mikroskop optyczny wyposażony w analizator obrazu co umożliwia prowadzenie dokładnych analiz struktury wyrobów w tym pomiar grubości włókien i ocenę ich orientacji. Najważniejszą aparaturę stanowi nowoczesny cyfrowy wysokorozdzielczy mikroskop elektronowy umożliwiający prowadzenie obserwacji przy rozdzielczościach rzędu 1-2 nm. Mikroskop ten jest wyposażony w mikroanalizator rentgenowski typu EDS co pozwala na prowadzenie elementarnej analizy chemicznej w mikroskali w zakresie analizy jakościowej, ilościowej i rejestracji map chemicznych. 

W pracowni prowadzone są prace badawczo-naukowe z zakresu oceny mikro i nanotopografii materiałów inżynierskich za pomocą mikroskopu sił atomowych, a także wykonywana jest analiza powierzchni w tym ocena jej falistości i chropowatości. Obrazy topograficzne rejestrowane w są w trybie kontaktowym (ang. contact mode), przerywanego kontaktu (ang. tapping mode). Dodatkowo mikroskop sił atomowych wyposażony jest w układ do badań przewodnictwa elektrycznego powierzchni oraz mikrotermoanalizy.

Oferta dla przemysłu:
Wykonywanie badań mikroskopowych w tym budowy morfologicznej i chemicznej analizy elementarnej za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego z mikroanalizatorem rentgenowskim EDS oraz z zakresu ocen jakości powierzchni materiałów w tym ich wizualizacji w 2D i 3D za pomocą mikroskopu sił atomowych.

Wykaz aparatury:

• wysokorozdzielczy skaningowy mikroskop elektronowy NOVA nanoSEM 230 firmy FEI z mikroanalizatorem rentgenowskim EDS Apollo firmy EDAX,
• napylarka JFC 1200 firmy JEOL,
• mikroskop fluorescencyjny firmy Olympus,
• mikroskopy interferencyjno-polaryzacyjne firmy PZO,
• skaningowy mikroskop elektronowy JSM-5200LV firmy JEOL,
• mikroskop sił atomowych MultiView 1000 firmy Nanonics Imagine Ltd.

Opiekun pracowni: dr hab. inż. Grzegorz Szparaga

Sala: 29/1

W pracowni prowadzone są zajęcia dydaktyczne oraz prace badawczo-naukowe z zakresu oceny porowatości materiałów inżynierskich. W pracowni znajduje się nowoczesna aparatura umożliwiająca pomiar rozkładu wielkości por dwoma metodami o różnicowanym zakresie i rozdzielczości: metodą analizy objętości rtęci – zakres wielkości porów od 3,5 nm do 2500 µm, oraz metoda absorbcji gazów - zakres wielkości porów od 0,3 nm do 300 nm.

Oferta dla przemysłu:
Wykonywanie badań z zakresu pomiaru wielkości i rozkładu wielkości porów w materiałach inżynierskich.

Wykaz aparatury:
Porozymetr rtęciowy Autopore IV, Porozymetr absorpcyjny ASAP 2020.