Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki - rozwój nowoczesnych technologii materiałowych.

100%

Chłopek J.

|

2006

|

tom R. 57, nr 5

21-23

2

Kompozyty węgiel-węgiel - zasady projektowania ich właściwości

100%

Chłopek J.

|

2000

|

tom Nr 4-5

117-119

PL

Celem pracy było określenie wpływu niektórych parametrów związanych z właściwościami samych włókien oraz ich adhezji do prekursora organicznego na właściwości mechaniczne kompozytu węgiel-węgiel. Na podstawie przeprowadzonych badań zmodyfikowano podaną przez Huttncra zależność: wytrzyma-tość-skurcz-adhczja. W rozważaniach wzięto pod uwagą odkształcenie zniszczenia włókien oraz wytrzymałość na międzywarstwowc ścinanie granicy faz (1LSS) związane z koncentracją powierzchniowych grup funkcyjnych na włóknach wgglowych. Opracowano trójwymiarową zależność: wytrzymałość kompozytu odkształccnic zniszczenia włókien -ILSS. Może być ona wykorzystana do projektowania właściwości mechanicznych kompozytu węgiel-węgiel. Rezultatem tych badań było także opracowanie uniwersalnej technologii otrzymywania kompozytu C/C o kontrolowanych właściwościach dla celów technicznych i medycznych.

EN

The objective of the work consisted in determination of the influence of some parameters associated with properties of the fibres themselves and their adhesions to carbon matrix upon the mechanical properties of carbon-carbon composite. On the basis of the investigations carried out the relation presented by Hut-tncr has been modified: relation strcngth-shrinkage-adhesion. The strain to failure and intcrlaminar shear strength of the phases limits (ILSS) connected with concentration of surface function groups on carbon fibres were taken into consideration. Three-dimensional relationship has been elaborated composite strength - displacement of fibres failure - ILSS. The relation can be taken advantage of for designing of mechanical properties of carbon-carbon composite. The result of the investigations consisted also in preparation of universal technology of obtaining of C/C composite of monitored properties for technical and medical purposes.

3

Biomateriały kompozytowe

100%

Chłopek J.

|

2009

|

tom R. 9, nr 1

3-18

PL

Przedstawiony artykuł ma charakter przeglądowy i prezentuje możliwości wykorzystania materiałów kompozytowych w medycynie. Stosując podejście biomimetyczne związane z naśladowaniem budowy i właściwości naturalnych tkanek, pokazuje zasady projektowania syntetycznych kompozytów spełniających kryteria biozgodności i biofunkcyjności. Analiza dotyczy zarówno kompozytów włóknistych, jak i ziarnistych i prezentuje, jak stosując materiały kompozytowe zawierające aktywne fazy biologiczne, można uzyskać efekty synergiczne prowadzące dodatkowo do wspomagania procesu regeneracji uszkodzonych tkanek. Takie podejście jest możliwe przy ścisłej współpracy głównie dwóch dyscyplin naukowych - nauki o materiałach i biologii. Większość przedstawionych zagadnień opiera się na badaniach własnych autora z uwzględnieniem najnowszych tendencji w rozwoju biomateriałów. W szczególności dotyczy to bioaktywnych kompozytów, kompozytów z udziałem włókien węglowych i organicznych, głównie dla spełnienia funkcji biomechanicznej, nanokompozytów, kompozytów gradientowych oraz zjawisk na styku materiał kompozytowy-środowisko biologiczne (płyny fizjologiczne, komórki, tkanki). Przeprowadzona analiza właściwości mechanicznych i biologicznych kompozytów stwarza dobrą podstawę do projektowania i otrzymywania wielofunkcyjnych materiałów implantacyjnych.

EN

The presented article has a review character and it shows the possibilities of using the composite materials in medicine. Applying the biomimetic approach connected with mimicking the structure and properties of natural tissues, it presents the principles of designing synthetic composites fulfilling the biocompatibility and biofunctionality criteria. The analysis concerns both fibrous and particle composites and it shows how it is possible to achieve the synergetic effect leading additionally to supporting the regeneration process of damaged tissues using the composite materials with biologically active phases. Such an approach is possible thanks to the cooperation of mainly two disciplines: materials science and biology. The majority of presented problems is based on author's researches, taking into consideration the latest trends in biomaterials development. Particularly, it concerns bioactive composites, composites with carbon and organic fibers, mainly for fulfilling biomechanical function, nanocomposites, graded composites and phenomena on the border of composite material-biological environment (physiological fluids, cells, tissues). In the case of bioactive composites it has been shown how it is possible to obtain biologically active composite with enhanced mechanical properties and osteointegration ability by modification of the carbon-carbon composites manufacture process by hydroxyapatite particles addition. This effect was caused by the presence of two mechanisms: one connected with hydroxyapatite, the second one with TCP formed after hydroxyapatite decomposition. The investigations conducted on composites made of resorbable polymers, mainly by means of FTIR method, showed that the presence of modifying phases changes the resorption rate of polymer and influences bone tissue regeneration process. The modifiers (particles or fibers) can act as active scaffolds which stimulate the growth of bone tissue. The properties and the geometry of these phases can decide about cellular and tissue reactions. The presence of strongly developed interfaces in composite materials influences durability of the received implants. Creep tests at various stress levels carried out on polisulfone-carbon fiber composite revealed that life-time of such implants is shorter than for pure polymers. Graded materials with Young's modulus, porosity and resorption rate gradients can decide about the stress distribution, ability to overgrowth with bone tissue and blood vessels creation (vascularization). The analysis of properties of composite materials is a good base for designing and manufacturing multifunctional implants with controlled mechanical and biological behaviour.

4

Assessment of the lactide-co-glycolide and its composite degradation velocity under in vitro and in vivo conditions

63%

Chłopek J. , Morawska-Chochół A.

|

2007

|

tom Vol. 7, nr 2(12)

86-91

EN

The aim of this work was the analysis of the modifying phase effect (hydroxyapatite particles and carbon fibres) and environment role (in vitro and in vivo) on mechanism and velocity of the resorption process of polylactide-co-glycolide (PGLA). Resorption time of samples incubated in simulated biological environment was determined on the basis of pH changes of the Ringer's solution. Scanning electron microscopy and infrared spectroscopy were applied for the estimation of the resorption degree of the polymer. It was observed that carbon fibres addition accelerates distinctly in vitro matrix degradation, whereas in the natural biological environment fibres reduce this time. In the case of composite with hydroxyapatite nanoparticles the in vitro processes are complex and difficult to explain. In this case simultaneous occurrence of three processes is possible: polymer resorption, HAP precipitation and dissolution. In the biological environment reduce polymer resorption time is no-ticeable.

5

Kształcenie na kierunku Inżynieria Materiałowa na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH

63%

Chłopek J. , Lis J.

|

tom Vol. 30, nr 2

74-76

6

Nanokompozyty polimerowo-ceramiczne przeznaczone do zastosowań medycznych

63%

Rosół P. , Chłopek J.

|

2006

|

tom R. 6, nr 1

39-44

PL

Celem pracy była analiza właściwości mechanicznych, zarówno statycznych (wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga), jak i zmęczeniowych (pełzanie), oraz zbadanie zachowania biologicznego w warunkach in vitro kompozytów polimerowych, przeznaczonych na implanty przenoszące obciążenia mechaniczne. Jako osnowę kompozytów zastosowano biostabilny polisulfon (PSU), a fazami modyfikującymi były bioaktywne nanocząstki hydroksyapatytu naturalnego, otrzymanego z kości zwierzęcych (HAn) oraz pochodzenia syntetycznego (HAs). Trwałość badanych materiałów określono, opierając się na charakterystykach pełzania w warunkach in vitro, a bioaktywność na podstawie obserwacji SEM powierzchni próbek inku-bowanych w sztucznym środowisku biologicznym. Analiza trwałości uzyskana z badań pełzania wskazuje, że polisulfon może bezpiecznie pracować na poziomie 27% wyjściowej wytrzymałości w czasie dopasowanym do zrostu kostnego (6 tygodni). Podobnie w przypadku kompozytu modyfikowanego hydroksyapatytem naturalnym wartość bezpiecznych naprężeń wynosi około 28% jego wytrzymałości wyjściowej, natomiast dla kompozytu modyfikowanego hydroksyapatytem syntetycznym jedynie 13%. Mniejsza trwałość PSU/HAs w warunkach in vitro może być związana ze zmianami stanu granic miedzyfazo-wych: cząstki ceramiczne-polimer na skutek wnikania płynów fizjologicznych do wnętrza próbki. Ponadto, w przypadku tego kompozytu zaobserwowano nierównomierną dystrybucje syntetycznego hydroksyapatytu w osnowie polisulfonowej i tworzenie przez jego cząstki aglomeratów, co wywiera niekorzystny wpływ na właściwości użytkowe materiału. Przeprowadzone badania biologiczne wykazały, że modyfikacja polisulfonu poprzez wprowadzenie do niego nanocząstek hydroksyapa-tytowych nadaje mu cechy bioaktywne oraz że rodzaj hydroksyapatytu ma znaczący wpływ na proces narastania apatytu w warunkach sztucznego środowiska biologicznego.

EN

From the point of view of implant's application in bone-surgery, the most important properties of the material to be considered are: the ability of regeneration of surrounding tissues and the enhanced durability in biological environment. The regeneration function may be assured by the application of bioactive ceramic materials, including primarily the calcium phosphates, bio-glasses as well as glass-ceramics. The realization of biomechanical function requires on one hand the adjustment of Young's moduli of the implant and the surrounding tissue, and on the other, carrying the largest portion of stresses by the implant, according to the type of joint applied. In this work the effects of modifying phases on mechanical and biological properties of polysulfone (PSU) have been examined under in vitro conditions. Hydroxyapatite of nanoparticles both, natural origin (animal bones, Fig. 1) and synthetic have been used as modifying phases. Durability of testing materials was defined basing on creep tests in in vitro conditions (Fig. 5) and bioactivity was based on SEM observations of samples surface incubated in artificial biological environment (Fig. 6). Analysis of durability obtained from creep tests investigations indicated that polysulfone can be safetly worked on level 27% of initial strenght for specific healing times (6 weeks). Similarly, of composite modified by natural hydoxyapatite (PSU/HAn) value of permissible stress is about 28% his initial strenght, whereas for composite modified by synthetic hydroxyapatie (PSU/HAs) is only 13%. Lesser durability PSU/HAs in vitro conditions is possibly connected with change of state composite interfaces: ceramic-polymer particles in effect penetration of physiological liquid into samples. Moreover, in case of this composite, was observed non-uniform distribution of synthetic hydroxyapatite in polysulfone matrix and creating of agglomerate by his particles (Fig. 3), which exert a disadvantageous influence on exploitation properties of material. Biological investigations indicated that modification of polysulfone by introducing hydroxyapatie nanoparticles gives bioactive feature and also type of hydroxyapatite has a meaningful influence on process of growing hydroxyapatite in simulated body fluid.

7

Jubileusz 60-lecia Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

63%

Chłopek J. , Filipek R.

|

2009

|

tom T. 61, nr 3

218-219

8

Kompozyty gradientowe dla medycyny regeneracyjnej

51%

Szaraniec B. , Kotula K. , Chłopek J.

|

2009

|

tom R. 9, nr 3

205-209

PL

Otrzymano trzy rodzaje biodegradowalnych kompozytów gradientowych przeznaczonych na implanty dla chirurgii kostnej. Osnowę kompozytów stanowił kopolimer laktydu z glikolidem, a jako faz modyfikujących użyto zarówno długich włókien węglowych oraz poliakrylonitrylowych, jak również cząstkek alginianowych i [beta]-TCP. Włókna odpowiadają przede wszystkim za właściwości mechaniczne kompozytów, natomiast głównym zadaniem cząstek jest zapewnienie materiałom lepszych właściwości biologicznych poprzez resorpcję in vitro, tworzenie odpowiedniej porowatości, poprawę osteointegracji z tkanką kostną oraz jej stymulację do szybszej regeneracji (bioaktywność TCP). Kompozyty gradientowe w postaci sześciennych kostek otrzymano metodą prasowania na gorąco folii kompozytowych. Próbki inkubowano w sztucznym środowisku biologicznym (8 tygodni, woda destylowana, 37°C) i co tydzień mierzono pH oraz przewodności płynu. Na podstawie zmian właściwości mechanicznych próbek, ich masy oraz prędkości fali ultradźwiękowej oraz obserwacji mikroskopowych (SEM) oceniano trwałość kompozytów oraz sposób ich degradacji.

EN

Composites are the most often investigated materials for tissue repair or replacement. Especially the biomimetic composites with graded structure are under special attention. The majority of natural tissues, among other bone tissue, represents the same structure and can be characterized by properties varying with directions. The Young modulus and porosity gradients, existing in bone, are the most important gradients from the point of view of biomedical applications. One of the most important expectations for present and future implants for regenerative medicine is their various microstructure (e.g. strengthening directions, porosity), and controllable biodegradation rate that match the rate of tissue growth. Concept of graded composite material allows manufacturing of biofunctional implants tailored to fit tissue structure and properties. In this work we present three types of graded composites differing in composition and arrangement of modifying phases. All these composites are biodegradable. They are containing polylactide-co-glycolide (PGLA) as a matrix and long fibers of carbon (C) and polyacrylonitryle (PAN) as reinforcement. Additionally resorbable powders of tricalcium phosphate (TCP) and sodium alginate (NaAlg) assure an obtainment of proper porosity and improvement of osteointegration with tissue. The samples (cubes 10x10 mm) were prepared by mould pressing of thin composite films. As a consequence of their graded nature they show controlled Young modulus, porosity and resorption time. Their behaviour was examined in artificial biological environment (8 weeks, distilled water, 37°C) by measuring the velocity of ultrasonic wave, conductivity, pH and mass changes, and microscopic observations (SEM). Before and after incubation mechanical properties of composites were compared using universal testing machine.

9

Degradation of composite implants determined in creep tests

51%

Chłopek J. , Rosół P. , Morawska-Chochół A.

|

2007

|

tom Vol. 7, nr 2(12)

92-97

EN

Investigations presented in ibis study show the effects of conditions simulating the human body, on the mechanical properties of biosorbable co-polymer of poly(lactide-co-glycolide) - PGLA, and its composites with short carbon fibres (PGLA/CF) and nano-particles of hydroxyapatite (PGLA/HAp). Materials were subjected to constant mechanical stresses (creep tests) in "in vitro" conditions (Ringer's solution). Their lifetimes were calculated on the basis of obtained results. Obtained results allows for determination of their suitability for medical applications. The longest lifetime values were obtained for composites reinforced with carbon fibre. The introduction of hydroxyapatite to polymer matrix shortened life-time in relation to PGLA but significantly enhanced its bioactivity. After the matrix material degradation the presence of bioactive particles facilitates the regeneration of deseased tissue. Since poly(lactide-co-glycolide) is a biosorbable material, and it is difficult to predict its long term behaviour on the basis of short-term tests, the long-term creep tests seem to be necessary.

10

Mechanical, biological, and microstructural properties of biodegradable models of polymeric stents made of PLLA and alginate fibers

51%

Bartkowiak-Jowsa M. , Będziński R. , Szaraniec B. , Chłopek J.

|

tom Vol. 13, no. 4

21-28

EN

Due to lack of effective methods for preventing the complications associated with stent implantation, the search for new solutions is conducted, including those based on the use of biodegradable polymers. Such materials could allow us to develop a temporary implant that would ensure flow in the vessel until its regeneration, while minimising the negative effects connected with long--erm implant–tissue interaction. In this study, models in the form of biodegradable stents of different materials and geometry were prepared. Due to the fact that one of the basic requirements imposed on vascular stents is the ability to resist radial loads caused by the surrounding tissue, the maximum radial forces causing destruction of prepared models were investigated. The results were compared with the values obtained for commercially used metallic implants. Models were also incubated in Eagle's medium enriched with albumin in order to assess potential adhesion capacity of proteins on their surface. Scanning electron microscope enabled monitoring of microstructural changes during incubation. The results obtained were used to evaluate the ability to obtain a functional, biodegradable vascular stent.

11

Degradowalne skaffoldy kompozytowe w chirurgii kostnej

51%

Ziąbka M. , Stodolak E. , Chłopek J.

|

2008

|

tom R. 8, nr 2

114-118

PL

Celem pracy było wytworzenie materiałów kompozytowych, które służyć mają jako porowate podłoża przeznaczane dla inżynierii tkankowej. Do konstrukcji tych materiałów zastosowano biopolimer alginian sodu (NaAlg), który w pierwszym etapie poddawano obróbce chemicznej (kąpiele żelujące w roztworze CaCl2). Materiał formowano do postaci mikrosfer o średnicy d ~ 300 +400 žm. Stanowił on jedną z faz porotwórczych dla syntetycznej matrycy polimerowej (PGLA). Drugim porogenem, jaki zastosowano w materiale kompozytowym, był wyjściowy proszek z alginianu sodu (ziarna wyjściowe o średnicy d ~ 260 žm). W następnym etapie materiał biopolimerowy (kulki alginianowe z Ca(Alg)2 i wyjściowy proszek z NaAlg) wprowadzano do matrycy z kopolimeru laktydu i glikolidu (PGLA), otrzymując w ten sposób serię materiałów kompozytowych o różnym udziale masowym porogenu (60+63% wag. porogenu). Badano zachowanie się materiałów kompozytowych w środowisku biologicznym (badania degradacji in vitro), stosując jako medium immersyjne wodę i izotoniczny płyn wieloelektrolitowy (płyn Ringera). Stwierdzono, że szybkość degradacji kompozytu zależy od postaci porogenu. Szybszą degradację obserwuje się w przypadku zastosowania jako fazy porotwórczej proszku z alginianu sodu (monitoring przewodnictwa jonowego i pH płynu immersyjnego, obserwacje SEM). Dodatkowo wykazano (XRD), że zastosowana faza porotwórcza - kule z alginianu wapnia (Ca(Alg)2) są odpowiedzialne za krystalizację w porach materiału struktur apatytowych, a zatem otrzymany materiał może być uważany za materiał bioaktywny.

EN

The aim of this study was to form composite materials which can be use as porous scaffolds for tissue engineering. The sodium alginate (powder form) was used as a biopolymer. In the first stage of the experiment alginate powder was chemically formed in bath gelation (CaCl2 solution). During the formation process the spherical shape of the material was obtained. The diameter's range was between 300 and 400 žm. Alginate spheres were one of the porogene's phases which were used in the synthetic polymer matrix (PGLA). The second porogene which was used in the composite material was the initial alginate powder (grain's diameter, d ~260 žm). In the next stage the biopolymer material (alginate spheres with different diameters and alginate powder) were introduced into the polylactide-co- -glicolide matrix (PGLA). In that way various series of composite materials with different volume fractions of porogene were obtained (PGLA / spheres Ca(Alg)2 with 60% of porogene and PGLA/spheres Ca(Alg)2/powder NaAlg with 63% of porogene). The behavior of composite materials in the biological environment was investigated (degradation test). As an immersion medium distilled water and an isotonic solution (Ringer) were used. On the basis of the pH medium changes and also from the observation of composite surfaces (optical microscope, SEM) the degradation rate was determined. Additionally, it was demonstrated (XRD) that porous materials such as spheres made of calcium alginate (Ca(Alg)2 are responsible for forming an apatite structure in the material's pore. The obtained material can be considered as bioactive composite scaffolds.

12

Porowate biomateriały tytanowe modyfikowane ceramiką bioaktywną

51%

Szaraniec B. , Chłopek J. , Dynia G.

|

tom Vol. 30, nr 5

449-451

PL

Praca dotyczy porowatego tytanu modyfikowanego powierzchniowo trzema rodzajami materiałów bioaktywnych: hydroksyapatytem (elektroforeza), bioszkłem (zol-żel) oraz zolem wapniowo-krzemionkowym (zol-żel). Spieki tytanowe otrzymywano metodą metalurgii proszków. Proszek tytanowy mieszano z porogenem w dwóch proporcjach: 30 i 50% mas. porogenu. Wypra-ski spiekano w próżni w temperaturze 1200°C Dla otrzymanych spieków przeprowadzono analizę fazową (XRD) oraz obserwacje mikroskopowe (mikroskopia świetlna i skaningowa). Na podstawie testów "in vitro" w sztucznym środowisku biologicznym oceniono trwałość i bioaktywność naniesionych warstw. Otrzymane spieki składają się z tytanu, a ich porowatość odpowiada ilości wprowadzonego porogenu (odpowiednio 30š5% i 53š4%). Pory o wielkości 50÷400 |j.m stanowią ok. 90% objętości wszystkich porów występujących w spiekach. Ich obecność jest bardzo korzystna z punktu widzenia tworzenia złącza biologicznego z tkanką kostną. Badania in vitro (SBF, 14 dni) wykazują, że modyfikacja powierzchniowa tytanu bioaktywnymi powłokami sprzyja mineralizacji fosforanów wapnia. Jednakże zależnie od mikrostruktury podłoża oraz rodzaju zastosowanej modyfikacji intensywność narastania apatytu na powierzchni spieków tytanowych jest różna.

EN

In this work three types of porous titanium modifications were investigated. Ti powder and ammonium bicarbonate was mixed, isostatically pressed and thermally treated under vacuum (up to 1200°C/5 h). Different amounts of porogen (30 and 50 wt %) determined the final porosity (30š5% i 53š4%). XRD analyses of sintered Ti samples revealed presence of hexagonal titanium only (Fig. 1). Light microscope was used for microstructure observa-tions (Fig. 2). Based on microphotographs pore size and distribution were calculated (Fig. 3). Surface was modified with: electrophoretically deposited hydroxyapatite, sol-gel coating with bioglass (CaO-P2O5-SiO2), sol-gel coating with calcium-silica. Biological activity of porous titanium modified with bioactive ceram-ics was confirmed by in vitro test - SBF (14 days). Faster growth of apatite in comparison to pure Ti was observed. The best results were recorded for 50% porosity Ti with calcium-silica coating (Fig. 5). Materials obtained in this research can be used as a bone implants.

13

Otrzymywanie i właściwości wysokomodułowych kompozytów węglowych

51%

Błażewicz S. , Chłopek J. , Michałowski J.

|

1998

|

tom Nr 1-2

45-49

PL

Przedstawiono wyniki badań nad technologią i właściwościami mechanicznymi i cieplnymi kompozytów o osnowie organicznej i węglowej wzmacnianych włóknami grafitowymi wysokomodułowymi.

EN

It was presented results of the study on technology and mechanical ai thermal properties of composites with organic and carbon matńâ reinforced by high modulus graphite fibres.

14

Id polymer composites for medical application

51%

Szaraniec B. , Ziąbka M. , Bednarz P. , Chłopek J.

|

2009

|

tom Vol. 53, nr 3

253-258

EN

The work concerns ID composites with resorbable polymer (poly-UDL-laetidc) matrix which can be used as medical implants. Composites were reinforced with three types of long fibers such as carbon, polyacrylonitrile, and alginate. The samples were produced in two-stages process: composite films casting and hot press moulding. Obtained paddles were incubated in distilled water. Mechanical properties (tensile strength, Young modulus) of the samples before and after different incubation time were measured. On the basis of pH and conductivity changes of water during compositcs incubation the degradation rate was investigated. Additionally the morphology of the surface were evaluated. The composites significantly differed in mechanical properties and degradation rate.

15

Wpływ czynników technologicznych na właściwości mechaniczne kompozytów węgiel-węgiel

51%

Chłopek J. , Piekarczyk J. , Błażewicz S. , Michałowski J.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2000

|

tom R. 52, nr 4

133-137

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem kompozytów węgiel-węgiel. Określono czynniki związane głównie z etapami technologicznymi mające wpływ na końcowe właściwości mechaniczne kompozytu. Posługując się wielkością opisującą stopień wykorzystania wytrzymałości włókna w kompozycie określono procentowy wpływ poszczególnych etapów na końcowe właściwości kompozytu. Z analizy tej wynika, że najwyższy stopień otrzymuje się stosując włókna wysokomodułowe oraz procesy pośredniej grafityzacji i dosycania z fazy gazowej, decydujące o porowatości materiału, jak również adhezji pomiędzy włóknami i osnową. Dla uniknięcia energochłonnych etapów otrzymywania zastosowano inne niekonwencjonalne sposoby otrzymywania polegające na zwęglaniu ciśnieniowym lub dosycaniu pulsacyjnym próżniowo-ciśnieniowym z fazy gazowej. Jak wykazały badania właściwości mechanicznych tego typu zabiegi technologiczne zapewniają możliwość uzyskania dużej sprawności technologii.

EN

The paper deals with manufacturing of carbon-carbon composites. Processing variables having influence on final mechanical properties were determined. Taking into account a factor determining the effectiveness of strength transfer of carbon fiber in composite, the contribution of each processing step on final properties of composite was analyzed. The results indicate that the most significant parameters are achieved when high modulus fibers are used with an intermediate graphitization process, followed by densification from gaze phase. In order to minimize the energy - consuming processing stages various non- conventional methods of fabrication were applied including pressure carbonization, vacuum - pulse densification, followed by pressure densification from gaze phase. Evaluation of mechanical properties of composites obtained by the elaborated methods confirmed their usefulness for improvement of processing efficiency.

16

Wpływ procesu zwęglania na właściwości mechaniczne kompozytów węgiel-węgiel o jednokierunkowym ułożeniu włókien

51%

Chłopek J. , Piekarczyk J. , Błażewicz S.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2000

|

tom R. 52, nr 1

15-18

PL

Do wzmacniania kompozytu węgiel-węgiel stosowano trzy typy włókien węglowych różniących się właściwościami mechanicznymi i zdolnością do adhezji z prekursorami węglowymi. Badano zmiany właściwości mechanicznych kompozytów poddawanych procesowi zwęglania. Na podstawie uzyskanych wyników otrzymano trójwymiarową zależność wytrzymałość-adhezja-odkształcenie zniszczenia włókien, która może być wykorzystana do projektowania właściwości kompozytu ID. Za pomocą metody ultradźwiękowej określono właściwości sprężyste kompozytu przed i po procesie zwęglania.

EN

The paper deals with the use of three types of carbon fibres as reinforcing elements of uni-directionaly reinforced C/C composite. The purpose of this study was to attempt to determine an effect of selected parameters resulting from adhesion between carbon fibres and carbon precursor on mechanical properties of C/C composite. Three-dimensional relationship between strength, strain to failure and interlaminar shear strength is proposed for designing resulting properties of C/C composites. Ultrasonic method has been used to determine the elastic properties of composites before and after carbonization.

17

Polimerowe kompozyty gradientowe dla zastosowań medycznych

51%

Ziąbka M. , Stodolak E. , Chłopek J.

|

2009

|

tom R. 9, nr 2

181-185

PL

W pracy otrzymano i scharakteryzowano polimerowe kompozyty gradientowe. Wytworzone materiały charakteryzowały się gradientem porowatości (tworzącym się in situ), gradientem trwałości w warunkach in vitro oraz gradientem właściwości mechanicznych. Kompozyty gradientowe otrzymano przez dodatek do resorbowalnej osnowy kopolimeru laktydu i glikolidu (PGLA) biopolimeru - alginianu sodu w postaci proszku (NaAlg). Metodą odlewania otrzymano folie kompozytowe o różnym udziale wagowym 27%). Na podstawie przeprowadzonych badań degradacji (trwałości w warunkach in vitro), pomiarów profilometrycznych, testów mechanicznych oraz obserwacji mikroskopowych zaprojektowano i wykonano kompozytowe struktury gradientowe. Następnie materiały w formie kostek o różnym udziale wagowym modyfikatora podda-no badaniom degradacji, stosując jako medium immersyjne płyn Ringera. Stopień degradacji kompozytów określono na podstawie zmian prędkości fali ultradźwiękowej oraz pH medium. Stwierdzono, że szybkość degradacji kompozytów zależy od udziału wagowego porogenu oraz od kolejności ułożenia warstw różniących się udziałem wagowym modyfikatora w kompozycie gradientowym.

EN

Functional gradation is one of characteristic feature of living tissue. Bioinspired materials open new approaches for manufacturing implants for bone replacement. Different routes for new implant materials are presented using the principle of functional gradation. In this paper an artificial biomaterial for bone replacement has been developed by building a graded structure consisting of resorbable polymer matrix modified with biopolymer powder. For preparation graded materials with different in situ porosity and in vitro durability diversification biopolymer in form of sodium alginate (NaAlg, powder) was introduced into resorbable polymer matrix of lactide-co-glicolide (PGLA). Than composite films were cast from polymer solution with deferent mass fraction of modifier (7-27%). On the basis of degradation tests (durability in in vitro conditions), profile measurements, mechanical tests and microscopic observations composite structures (cubical shape with different arrangement of composite layers) were designed. Two types of porosity gradients were obtained. These graded materials with different mass fraction of sodium alginate were investigated during the durability tests in Ringer solution. Degradation degree was defined on the basis of velocity changes of the ultrasonic wave and pH of the immersion medium. It was found that composite degradation rate depends on porogene mass fraction and it was also connected with its arrangement way in polymer matrix.

18

Comparative analysis of the deformation characteristics of biodegradable polymers considered as a material for vascular stents

45%

Bartkowiak-Jowsa M. , Będziński R. , Chłopek J. , Filipiak J. , Szaraniec B.

|

2011

|

tom T. 56, nr 3

224-231

EN

The research represents an attempt to find a polymer alternative to intravascular metallic implants. Materials were selected considering mechanical properties and deformation behavior of blood vessels, assuming that convergence regions of vessel and polymeric material strain characteristics ensure the uniformity of deformations at the implant/tissue interface and may reduce postimplantation side-effects. The findings of the research facilitated review the potential use of biodegradable polymers and their composites for the development of vessel stents; a successful attempt to create stent prototype using selected material has been made.

PL

Przeprowadzono badania właściwości mechanicznych biodegradowalnych polimerów bazowych oraz ich kompozytów z dodatkiem włókien lub proszków (tabela 1). Materiały selekcjonowano biorąc pod uwagę charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowe naczyń krwionośnych (rys. 5), poszukując pokrywających się obszarów sprzyjających zachowaniu ciągłości odkształceń na granicy implant-tkanka (rys. 6, tabela 5). Materiałem wykazującym największą zbieżność pod względem charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowej z tkanką naczyniową, w obszarze liniowym, jest poli(laktyd-ko-glikolid) (rys. 6b). Spośród materiałów o charakterystyce naprężeniowo-odkształceniowej typowej dla materiału ulegającego umocnieniu, największy stopień zbieżności uzyskano w przypadku kompozytów z dodatkiem włókien poliakrylonitrylowych (PAN) (rys. 6c) oraz alginianu sodu (NaAlg) (rys. 6d). Na podstawie przeprowadzonej analizy materiałowej wykonano prototyp stentu naczyniowego z polilaktydu PL(DL)A z długim włóknem alginianowym (rys. 7). Udało się uzyskać implant o zamierzonych wymiarach i założonej charakterystyce geometrycznej.

19

Study of selected properties of carbon-carbon composites irradiated with neutrons

45%

Błażewicz S. , Piekarczyk J. , Macherzyńska B. , Chłopek J. , Michałowski J.

|

2001

|

tom Nr 11

393-396

EN

The effect on mechanical and physical properties of neutron irradiation of carbon fibre-based composites has been determined. The composite samples were irradiated with neutrons at a dose of 7,3 • 10(17)n/cm(2). Significant improvement in mechanical properties of composites was observed.

PL

Określono wpływ napromieniowania neutronami kompozytów wzmacnianych włóknami węglowymi. Próbki kompozytowe były napromieniowane neutronami o dawce 7,3 • 1O(17) neutronów/cm(2). Zaobserwowano znaczącą poprawę właściwości mechanicznych kompozytów.

20

Analiza biozgodności materiałów węglowych

45%

Błażewicz M. , Pamuła E. , Czajkowska B. , Zamorska L. , Chłopek J.

|

1998

|

tom Nr 1-2

43-45

PL

Analizowano wpływ modyfikacji właściwości fizycznych i chemicznych implantów węglowych (włókien węglowych, kompozytów węgiel-węgiel) na ich zachowanie się w żywym organizmie.

EN

It was analysed the modification eh'ect of physical and chemicaĺ properties of carbon implants (carbon fibres, carbon-carbon composites) on their behaviour in a living organism.