Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Spektroskopia mössbauerowska jako narzędzie do badania kosmosu i mózgu

Duda Przemysław

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Fizyka

|

2021

|

z. 60

3--115

PL

W niniejszej pracy przedstawione zostały wyniki badań meteorytów i próbek biologicznych, przeprowadzonych w ostatnim czasie w kierowanym przeze mnie Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej. Badania te dotyczyły między innymi opracowania nowej metody pozwalającej na dokonywanie wstępnej klasyfikacji chondrytów zwyczajnych. Równolegle do badań dotyczących meteorytów zostało zaproponowane użycie spektroskopii mössbauerowskiej do badania próbek biologicznych. Widma mössbauerowskie chondrytów zwyczajnych składają się z dwóch dubletów ze względu na obecność żelaza paramagnetycznego w oliwinach i piroksenach oraz dwóch sekstetów pochodzących od magnetycznie uporządkowanego żelaza obecnego w fazach metalicznych i troilicie. Powierzchnie spektralne różnych faz mineralogicznych w meteorytach, określone przez zastosowanie spektroskopii mössbauerowskiej, są proporcjonalne do liczby atomów żelaza w danej fazie mineralogicznej. Ta właściwość widm mössbauerowskich stanowiła podstawę do skonstruowania metody klasyfikacji chondrytów zwyczajnych. Metoda ta wykorzystuje pola powierzchni spektralnych widm mössbauerowskich, które analizowane są za pomocą wielowymiarowej analizy dyskryminacyjnej i odległości Mahalanobis. Metoda ta nosi nazwę 4M i pozwala określić prawdopodobieństwo przynależności chondrytu zwyczajnego do danego typu - H, L lub LL. Spektroskopia mössbauerowska nie jest rutynowo stosowana do oznaczania stężenia żelaza. Ponieważ jednak ta metoda nie wymaga wstępnej obróbki próbek przed pomiarem, może mieć ona ogromne znaczenie dla oceny stężenia żelaza w próbkach, które można następnie wykorzystać do dalszych badań. Próbki biologiczne są tego dobrym przykładem. Uważa się, że żelazo może odgrywać ważną rolę w neurodegeneracji. W pracy przedstawione zostały wyniki badań porównawczych obszarów ludzkiego mózgu (kontrolnych i patologicznych), przeprowadzonych za pomocą technik spektroskopii mössbauerowskiej i obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Spektroskopia mössbauerowska wykazała wyższe stężenie żelaza w atypowym parkinsonizmie (nazywanym postępującym porażeniem nadjądrowym) w obszarach mózgu takich jak istota czarna (substantia nigra) oraz gałka blada (globus pallidus) w stosunku do próbek stanowiących grupę kontrolną. W pozostałych chorobach neurodegeneracyjnych nie zarejestrowano wzrostu stężenia żelaza w tkankach mózgowych. Ze względu na fakt, że określenie roli żelaza może wnieść bardzo wiele w zrozumienie mechanizmów powstawania i rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, badania mössbauerowskie próbek mózgowych stanowią ciekawy i perspektywiczny kierunek badań, który wymaga przeprowadzenia dalszych pomiarów i analiz.

EN

This work presents the recent research results related to meteorites and biological samples conducted in the Mössbauer Spectroscopy Laboratory led by the Author. These studies concerned, among others, the development of a new method allowing for the preliminary classification of ordinary chondrites. Parallel to the research on meteorites, it was proposed to use Mössbauer spectroscopy to study biological samples. The Mössbauer spectra of ordinary chondrites consist of two doublets due to the presence of paramagnetic iron in olivines and pyroxenes and two sextets derived from magnetically ordered iron present in metallic and troilite phases. The spectral areas of various mineralogical phases in meteorites; determined by the use of Mössbauer spectroscopy; are proportional to the number of iron atoms in this mineralogical phase. This property of the Mössbauer spectra formed the basis for constructing a method for classifying ordinary chondrites. This method uses the spectral surface areas of the Mössbauer spectra, which are analysed using multidimensional discriminant analysis and Mahalanobis distances. This method is called 4M and allows one to determine the probability of belonging to one of the types of ordinary chondrites - H, L or LL. Mössbauer spectroscopy in not routinely used to determine iron concentration. However, as this method does not require pre-treatment of samples prior to measurements, it can be of great importance for assessing iron in samples that can then be used for further testing. Here, biological samples are a good example. It is believed that iron can play an important role in neurodegeneration. Thus, the work presents the results of comparative studies of areas of the human brain (control and pathological) carried out using Mössbauer spectroscopy techniques and magnetic resonance imaging. Mössbauer spectroscopy showed a higher concentration of iron in atypical parkinsonism (called progressive supranuclear palsy) in areas of the brain such as substantia nigra and globus pallidus compared to control group samples. In other neurodegenerative diseases, no increase in iron concentration in brain tissues was recorded. Due to the fact that determining the role of iron can contribute a lot to understanding the mechanisms of the formation and development of neurodegenerative diseases, Mössbauer studies of brain samples are an interesting direction of research that requires further measurements and analyses.

2

Zawartość minerałów FeNi w chondrytach H jako wskaźnik zasobności pozaziemskich skał rudonośnych w wybrane metale

Blutstein K., Przylibski T. A., Łuszczek K.

Przegląd Geologiczny

|

2018

|

Vol. 66, nr 12

776--784

EN

Extraterrestrial resources should be the basic sources of materials for the development of humankind civilization in space as well as they could replace the Earth’s resources when they would be exhausted. They can be obtained from the planets, their moons or asteroids, primarily NEOs but also from the asteroid belt. This article presents the results of petrographic research on the content of FeNi minerals whose may be a source of iron and nickel, in H type ordinary chondrites: Pułtusk, Cher- gach, Tamdakht, Gao-Guenie andNWA 4555, which parent body is probably the 6Hebe. The results confirm that the volumetric abundance of FeNi minerals in H type chondrites is ca. 8%. Moreover, this study shows the reliability of the reflected-light optical microscopy for determination of ore mineral concentrations in extraterrestrial rocks with weathering grade W0. Taking into account the homogenous spatial distribution of metallic grains (proved by author’s microscopic observations) and knowing the amount of FeNi minerals in rocks with Hchondrite composition, the amount of potential FeNi resources on Hparent bodies can be calculated. It was estimated that the iron resources from Hebe’s FeNi minerals would cover 1.3 million years of terrestrial mining production whereas nickel resources would last for approx. 100 milion years. A small NEO asteroid like (143624) 2003 HM16 (2 km in diameter) has resources comparable with 15 months of mining iron production and over 100 years of nickel production at present rate.

3

Diamenty z ureilitów – badania katodoluminescencyjne meteorytów

Sikorska M., Karczemska A., Jakubowski T., Giro L.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 444

177--185

PL

Analiza katodoluminescencyjna (CL) została wykorzystana do zbadania czterech różnych meteorytów należących do grupy ureilitów: Dhofar 1303, DaG 868, DaG 999 oraz NWA. We wszystkich próbkach odkryte zostały diamenty o różnych barwach luminescencji i widmach CL. Świadczy to o zróżnicowaniu rodzajów centrów luminescencji w sieci krystalicznej badanych ziaren. Głównymi liniami emisyjnymi w diamentach z ureilitów są: 433 ±5 nm, 615 ±5 nm i 520 ±5 nm. Badane diamenty należy zaliczyć do typu Ia. Są to diamenty zawierające podstawienia węgla przez atomy azotu (>1018 N/cm3) występujące w formie agregatów, a nie pojedynczych atomów.

EN

Four different meteorites of the ureilite group have been examined with cathodoluminescence method: Dhofar 1303, DaG 868, DaG 999 and NWA. Diamonds differing both in luminescence colours and CL spectra have been discovered in all the samples. They show diversity of luminescence centres in the crystalline lattice of the grains. Main emission lines in diamonds from ureilites are 433 ±5 nm, 615 ±5 nm and 520 ±5 nm. The diamonds should be classified as Type Ia. They contain substitutions of carbon by nitrogen atoms (>1018 N/cm3) occurring in the form of aggregates rather than individual atoms.

4

Meteoritic matter and materials manufacturing

Karczemska A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2010

|

Vol. 45, nr 2

114-119

EN

Purpose: The aim of this paper is to show the correlation between materials science and the study of extraterrestrial matter, especially meteorites. Design/methodology/approach: Raman Spectroscopy and Cathodoluminescence (CL) are two main methods used by Author to characterize meteorites. Findings: Understanding laboratory techniques for manufacturing different materials (e.g. diamond) helps to understand the processes taking place in space. Conversely, the new findings and discoveries give new insight applicable to material science and laboratory techniques. Research limitations/implications: The possibilities of creating new materials similar to those found in meteorites is shown in the paper. For instance diamond polytypes are not yet well characterized and could lead to advances in materials science. Originality/value: SEM / CL images of DaG 868 presented in this paper are shown for the first time.

5

Microscopic investigations of Shisr 007 meteorite

Szurgot M., Polański K., Burski M.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2009

|

Vol. 30

73-83

EN

Elemental composition, mineral composition and microstructure of Shisr 007 meteorite found in 2001 have been studied by analytical electron microscopy. It was established that the main meteorite minerals: olivines, pyroxenes, troilite, and graphite identified in the sample represent extraterrestrial minerals typical of olivine-pyroxene achondrites. Chemical and mineral composition, and texture confirm previous classification of this achondrite as ureilite.

PL

Badano skład pierwiastkowy, skład mineralny i mikrostrukturę meteorytu pustynnego Shisr 007 wykrytego w Omanie w 2001 roku. Do badań wykorzystywano analityczną mikroskopię elektronową. Ustalono, że zarówno skład pierwiastkowy, jak i skład mineralny, a także mikrostruktura tego nowego materiału pozaziemskiego potwierdzają jego przynależność do urelitów. Stwierdzono, że zawartość fajalitu w pewnych oliwinach jest wyższa, a zawartość wollastonitu w pewnych piroksenach jest wyższa lub niższa niż poprzednio ustalono. Ureilit Shisr 007 uległ prawdopodobnie utlenieniu podczas wietrzenia na Ziemi.

6

Microstructure on NWA 4435 meteorite

Szurgot M., Polański K.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2008

|

Vol. 29

75-83

EN

Elemental composition, mineral composition and microstructure of NWA 4435 meteorite found in 2006 has been studied by analytical electron microscopy and optical microscopy. It was established that the main meteorite minerals: olivines, pyroxenes, troilite, and graphite identified in the sample represent extraterrestrial minerals typical of carbonaceous chondrites. Chemical and mineral composition, petrologic type of chondrules, their abundance and sizes, the presence of troilite, and abundance of oxidized iron phases confirm CV3 class of this chondrite.

PL

Badano skład chemiczny i mineralny oraz mikrostrukturę meteorytu NWA 4435. Zanalizowano chondry i ciasto skalne meteorytu. Obecność chondr, troilitu, inkluzji wysokotemperaturowych oraz tekstura próbki świadczą o pozaziemskim pochodzeniu badanej skały i przynależności tego meteorytu do chondrytów węglistych klasy CV3.

7

Po co badamy meteoryty?

Muszyński A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2008

|

R. 13, nr 1

20-23

8

Microscopic investigations of Gold Basin and El Hammami chondrites

Szurgot M., Polański K.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2007

|

Vol. 28

79-94

EN

Elemental and mineral composition of Gold Basin and El Hammami meteorites discovered in 1995 and 1997 have been studied by analytical electron microscopy and optical microscopy. It was established that the main meteorite minerals: olivines, pyroxenes, kamacite and taenite as well as troilite identified in the samples represent extraterrestrial minerals typical of the ordinary chondrites. Feldspars represented by plagioclase, orthoclase, magnetite, calcite, chromite and silica have been also present in the studied samples. Chemical and mineral composition, iron content, petrologic types of chondrules, their abundance and sizes, the presence of troilite veins and abundance of nonoxidised iron phases confirm H class of El Hammami chondrite, i.e.. olvine-bronzite class, and L class of Gold Basin, i.e. olivine-hyperstene class.

PL

Badano skład chemiczny i mineralny meteorytów Gold Basin i El Hammami. Zanalizowano chondry i ciasto skalne. Obecność chondr oliwinowych, chondr piroksenowych, żył troilitowych oraz faz żelazo-niklowych: kamacytu i troilitu świadczą o pozaziemskim pochodzeniu badanych skał. Oprócz minerałów najbardziej rozpowszechnionych w meteorytach takich jak: oliwin, piroksen, kamacyt, taenit i troilit wykryto także plagiklazy, magnetyt, kalcyt, chromit, ortoklaz i krzemionkę. Zgodnie z uprzednią klasyfikacją Gold Basin jest chondrytem klasy L o niskiej zawartości żelaza, a El Hammami chondrytem typu H zawierającym dużo żelaza.

9

Microscopic studies of NWA4047 meteorite

Szurgot M., Polański K., Krystek M.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2006

|

Vol. 27

61-76

EN

Elemental and mineral composition of NWA4047 meteorite found in 2005 has been studied by analitical electron microscopy and optical microscopy. It was established that the main meteorite minerals: olivines, pyroxenes, kamacite and taenite as well as troilite identified in the sample represent extraterrestrial minerals typical of the ordinary chondrite of high iron content. Chemical and mineral composition, petrologic types of chondrules, their abundance and sizes, the presence of troilite veins and abundance of nonoxidised iron phases confirm H class of this chondrite, i.e. olvine-bronzite class.

PL

Badano skład chemiczny i mineralny meteorytu NWA 4047. Zanalizowano chondry i ciasto skalne tego meteorytu. Obecność chondr, żył troilitowych oraz faz żelazo-niklowych: kamacytu i troilitu świadczą o pozaziemskim pochodzeniu badanej skały i przynależności tego meteorytu do chondrytów żelaznych o dużej zawartości żelaza, tj. do klasy chondrytów oliwinowo-bronzytowych.

10

The effective reflection coefficient of the multi-phase materials on the Morasko iron meteorite precedent

Rożniakowski K., Szurgot M., Wojtatowicz T.

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2004

|

Vol. 24

81-90

EN

Effective absorption and reflection coefficients was calculated on the basis of measurements made with the aid of the laser flash method and the differential scanning microcalorimetry for a small specimen of the meteoritic iron from the Morasko fall. For the Morasko meteorite, the effective reflection coefficient is equal to 69 % and the effective absorption coefficient is to high to be measured with the laser flash method. Those values means that the properties of the meteorite sample slightly differs from that for the pure iron.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń efektywnych współczynników odbicia i pochłaniania wykonanych na podstawie pomiarów przeprowadzonych za pomocą Laserowej Metody Impulsowej oraz skaningowej mikrokalorymetrii różnicowej dla małej próbki pobranej z żelaznego meteorytu Morasko. Dla tej próbki meteorytu efektywny współczynnik odbicia jest równy 69 % a efektywny współczynnik absorpcji jest niemierzalny za pomocą Laserowej Metody Impulsowej. Wartości te oznaczają, że właściwości próbki meteorytu niewiele różnią się od tych podawanych dla czystego żelaza.

11

Struktura Podlesie : czy w Polsce znajduje się wielki krater uderzeniowy?

Czajka W.

Przegląd Geologiczny

|

2004

|

Vol. 52, nr 3

229--232

EN

The Podlesie geological structure (Podlesie Cuphole) is the geological creation of the Roztocze that genesis not explained. The article shows results of geodetic, geomorphologic, and geological analysis of data come to author. Result of the analysis put forward the hypothesis that the Podlesie Cuphole is an impact crater. In the article there are the details about location and geodetical parameters of the structure. In a part of geomorphical analysis indicated the individual feature of the Podlesie Cuphole on general view of relief of the Roztocze. The individual feature come in exeptional regularity and non-proportional shortage of rock mass to neighbouring valleys. Observations supported with calculation of cubage of rock mass. Result of calculation suggests that rock mass removed a non-gravimetric way. There are expressed also author’s opinion of other theories to explained the ways of creation of the structure. In a part of geologial analysis showed the interpretation of the geological incidents to support puting hypothesis. There are discribed structural discontinuances to explained connections beetwen incidents and geological processes. In the following paragraphs there are discussed reason for absence of evidence to confirm putting hypothesis. The article shows directions of research of evidence. In summary there are collected parameters of the hipothetical meteorite.

12

Datowanie meteorytów kamiennych metodą potasowo-argonową

Mackiewicz P., Hałas S.

Przegląd Geologiczny

|

2003

|

Vol. 51, nr 7

594-596

PL

W niniejszej pracy, całkowicie wykonanej w Pracowni Spektrometrii Mas Instytutu Fizyki UMCS, przedstawiamy wyniki datowania sześciu meteorytów kamiennych: Baszkówka, Pułtusk, Norton County, Chico Hills, Point of Rocks i Dimmitt. Koncentrację potasu wyznaczyliśmy precyzyjnie metodą rozcieńczenia izotopowego - maksymalny błąd względny wynosi 2% w przypadku Norton County przy zawartości potasu 0,0101%. Analiza argonu została przeprowadzona za pomocą spektrometru mas z próżnią statyczną. Cały wydzielony argon potraktowaliśmy jako radiogeniczny, ponieważ atmosferyczny argon został usunięty podczas kilkugodzinnego wygrzewania w temperaturze 150°C i pompowania. Otrzymane wieki meteorytów zawierają się pomiędzy 1,28 a 3,91 miliardów lat.

EN

We have determined the K/Ar dates of the six stone meteorites: Baszkówka, Norton County, Dimmitt, Pułtusk, Chico Hills and Point of Rocks. We have obtained very precisely K content by isotope dilution mass spectrometry - max. relative error was 2% in the case of Norton County, in which the lowest %K was encountered. We have determined content of40Ar by static vacuum mass spectrometry. The total argon released was treated as radiogenic argon, because the atmospheric argon was released by heating samples in 150°C and pumping off over a few hours. The obtained dates of stone meteorites varied from 1.28 to 3.91 Ga. The oldest dates are younger than the age of the Solar System by about 0.5 Ga, likely because we did not release all the radiogenic argon.

13

Fall, recovery and preliminary study of the Baszkówka meteorite (Poland)

Stępniewski M., Siemiątkowski J., Borucki J., Radlicz K.

Archiwum Mineralogiczne

|

1998

|

T. 51, z. 1-2

131-152

EN

The meteorite fell on August 25, 1994, near the small village of Baszkówka, ca. 25 km south-west from the centre of Warszawa (Poland). The fall was observed by people living there, therefore the stone was found at once 25 cm under the surface of the soft cultivated soil. It was the not damaged, oriented stone of 15.5 kg, covered with a fusion crust decorated by numerous, radial regmaglypts. The meteorite is classified as L5 ordinary, unshocked (Sl) chondrite. The main silicate components of the meteorite are olivine (chrysolite; 20-25% Fa) and pyroxene (bronzite ca. 20% Fs). In addition to kamacite (alpha-Fe with ca. 5.5% Ni) and troilite, some rare grains of chromite and very rare native Cu grains were found.

PL

Pełna lista polskich meteorytów jest uboga, liczy niespełna 20 okazów, w tym ponad połowa to znaleziska. Meteoryt Baszkówka spadł 25 sierpnia 1994 r., po południu, w pobliżu Warszawy, na świeżo zaorane pole. Dzięki bardzo szczęśliwemu zbiegowi okoliczności meteoryt nie rozpadł się, upadek jego został zauważony. Meteoryt został szybko odnaleziony i zabezpieczony. jest to pojedynczy okaz o masie 15,5 kg i kształcie kapelusza grzyba o średnicy 25-30 cm i grubości około 18 cm. Na ponad 90% powierzchni pokryty jest czarną polewą. Bardziej wypukła strona okazu jest stożkowata, pokryta głębokimi bruzdkami (regmagliptami) rozchodzącymi się promieniście od wierzchołka ku krawędziom, co świadczy o orientowanym spadku meteorytu. W miejscach pozbawionych polewy widoczna jest ziarnista skała koloru szarooliwkowego z rdzawymi plamkami. Gołym okiem można zaobserwować chropowate kuleczki-chondry, które mają do kilku mm średnicy i stanowią ponad 30% objętości okazu. Badaniami mikroskopowymi stwierdzono, że przestrzeń między chondrami wypełnina jest fragmentami chondr, okruchami skalnymi, pojedynczymi kryształami, a także skupieniami minerałów nieprzezroczystych, które stanowią około 10% objętości, i charakteryzuje się licznymi pustkami, co tłumaczy kruchość meteorytu i jego mały ciężar objętościowy - 2.9 g/cm3. Obserwowane pod mikroskopem obrazy chondr z meteorytu Baszkówka są bardzo zróżnicowane, w większości jednak podobne do opisywanych wcześniej w innych chondrytach; są to chondry porfirowe z kryształami oliwinów oraz piroksenów, ekscentryczno-promieniste chondry piroksenowe, belkowe chondry oliwinowe. Osobliwością Baszkówki jest "kwiecista" porfirowa chondra oliwinowa. Głównymi składnikami mineralnymi meteorytu Baszkówka są: oliwiny (chryzolit z 20-25% Fa) i pirokseny (bronzyt z około 20%Fs), następnie plagioklazy, żelazo z zawartością około 5,5% Ni, troilit oraz niewielkie ilości chromitu i śladowe ilości miedzi rodzimej. Wykonane badania wykazały, że meteoryt Baszkówki jest chondrytem zwyczajnym, który sklasyfikowano jako chondryt L5 oraz jako nie zmieniony zderzeniowo meteoryt S1. Ze wzgledu na niejednoznaczność niektórych cech (zawartość żelaza metalicznego i siarczkowego, skład chemiczny oliwinów), lokujących go na pograniczu grup L i H, niezbędne są dalsze badania. Meteoryt został zgłoszony do światowego rejestru w Instytucie Maxa Plancka w Moguncji. Okaz jest własnością Państwowego Instytutu Geologicznego i znajduje się w Muzeum Geologicznym PIG w Warszawie.