K.J.KURZYD Ł OWSKI [email protected] Politechnika Warszawska ,

18
K.J.KURZYD K.J.KURZYD Ł Ł OWSKI OWSKI [email protected] [email protected] Politechnika Warszawska Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej Wydział Inżynierii Materiałowej NANOMATERIAŁY NANOMATERIAŁY MATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W MATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W MEDYCYNIE MEDYCYNIE DEGRADACJA MATERIAŁÓW DEGRADACJA MATERIAŁÓW

description

NANOMATERIAŁY MATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W MEDYCYNIE DEGRADACJA MATERIAŁÓW. K.J.KURZYD Ł OWSKI [email protected] Politechnika Warszawska , Wydział Inżynierii Materiałowej. Sieć „NOWE MATERIAŁY”. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of K.J.KURZYD Ł OWSKI [email protected] Politechnika Warszawska ,

Page 1: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

K.J.KURZYDK.J.KURZYDŁŁOWSKIOWSKI [email protected] [email protected] WarszawskaPolitechnika Warszawska,,Wydział Inżynierii MateriałowejWydział Inżynierii Materiałowej

NANOMATERIAŁYNANOMATERIAŁY MATERIAŁY DO MATERIAŁY DO

ZASTOSOWAŃ W ZASTOSOWAŃ W MEDYCYNIEMEDYCYNIE

DEGRADACJA MATERIAŁÓWDEGRADACJA MATERIAŁÓW

Page 2: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

22

SieSiećć naukowa „NOWE MATERIA naukowa „NOWE MATERIAŁŁY – NANOMATERIAY – NANOMATERIAŁŁY DO Y DO ZASTOSOWAZASTOSOWAŃŃ W TECHNICE I MEDYCYNIE” W TECHNICE I MEDYCYNIE” śściciśśle odpowiadale odpowiada priorytetom 6 Programu Ramowego Unii Europejskiej, w priorytetom 6 Programu Ramowego Unii Europejskiej, w szczególnoszczególnośści jest ona zwici jest ona zwiąązana z 3 priorytetowym obszarem zana z 3 priorytetowym obszarem tematycznym (1.1.3) - tematycznym (1.1.3) - Nanotechnologie i nanonauka, Nanotechnologie i nanonauka, wielofunkcyjne materiawielofunkcyjne materiałły oraz nowe procesy i urzy oraz nowe procesy i urząądzenia dzenia produkcyjneprodukcyjne. Sieć powstała we wspó. Sieć powstała we współłpracy naukowców z pracy naukowców z obszaru ogólnie rozumianej inobszaru ogólnie rozumianej inżżynierii materiałowej oraz ynierii materiałowej oraz medycyny. Zasadniczym jej zadaniem jest stworzenie medycyny. Zasadniczym jej zadaniem jest stworzenie mechanizmów wspómechanizmów współłpracy mipracy mięędzy zespodzy zespołłami z zakresu ami z zakresu ininżżynierii materiaynierii materiałłowej, biomechaniki, nauk biologicznych oraz owej, biomechaniki, nauk biologicznych oraz medycznych.medycznych.

Sieć „NOWE MATERIAŁY”Sieć „NOWE MATERIAŁY”

Page 3: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

33

Sieć „NOWE MATERIAŁY”Sieć „NOWE MATERIAŁY”

Cele:Cele: Stworzenie moStworzenie możżliwoliwośści szerszego udziaci szerszego udziałłu zespou zespołółów polskich w w polskich w

6 Programie Ramowym UE (Projekty Zintegrowane, IP oraz 6 Programie Ramowym UE (Projekty Zintegrowane, IP oraz Sieci DoskonaSieci Doskonałośłości, NoE), poprzez:ci, NoE), poprzez:

integracjintegracjęę krajowych i zagranicznych zespo krajowych i zagranicznych zespołółów badawczych w badawczych nawinawiąązanie nowych kontaktów Sieci oraz wymiana w ujzanie nowych kontaktów Sieci oraz wymiana w ujęęciu ciu

europejskim doeuropejskim dośświadczewiadczeńń, poprzez wykorzystanie , poprzez wykorzystanie dotychczasowych powidotychczasowych powiąązazańń uczestników Sieci z o uczestników Sieci z ośśrodkami rodkami Europejskich Centrów DoskonałoEuropejskich Centrów Doskonałośścici

Zbudowanie na bazie sieci krajowej sieci ogólnoeuropejskiej, Zbudowanie na bazie sieci krajowej sieci ogólnoeuropejskiej, dziadziałłajająącej w ramach Europejskiej Przestrzeni Badawczej (ERA)cej w ramach Europejskiej Przestrzeni Badawczej (ERA)

Page 4: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

44

Sieć „NOWE MATERIAŁY”Sieć „NOWE MATERIAŁY”

Cele:Cele: Wspomaganie rozwoju potencjaWspomaganie rozwoju potencjałłu intelektualnego oraz u intelektualnego oraz

materialnego polskich zespomaterialnego polskich zespołłów badawczyców badawczychh

Uzyskanie tzw. masy krytycznej grup badawczych, poprzez Uzyskanie tzw. masy krytycznej grup badawczych, poprzez przyprzyłąłączenie wiodczenie wiodąących zespocych zespołółów naukowych zajmujw naukowych zajmująących sicych sięę nowoczesnymi materianowoczesnymi materiałłami w sposobie ich projektowania, ami w sposobie ich projektowania, wytwarzania oraz charakteryzowaniawytwarzania oraz charakteryzowania

WkWkłład w budowanie gospodarki opartej na wiedzy w Polscead w budowanie gospodarki opartej na wiedzy w Polsce

DziaDziałłania na rzecz gospodarki, poprzez udziaania na rzecz gospodarki, poprzez udziałł innowacyjnych innowacyjnych firm sektora Mafirm sektora Małłych i ych i ŚŚrednich Przedsirednich Przedsięębiorstw (Mbiorstw (MŚŚP)P)

Page 5: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

55

Chemical Sensors Research Group – CSRGChemical Sensors Research Group – CSRGDepartment of Analytical ChemistryDepartment of Analytical ChemistryWarsaw University of TechnologyWarsaw University of TechnologyProf. Zbigniew Brzózka Prof. Zbigniew Brzózka

Department of BiophysicsDepartment of BiophysicsMedical University of Warsaw Medical University of Warsaw Prof. Małgorzata Lewandowska-SzumieProf. Małgorzata Lewandowska-Szumiełł

Department of Materials ScienceDepartment of Materials ScienceFaculty of Materials Engineering and MetallurgyFaculty of Materials Engineering and MetallurgySilesian University of TechnologySilesian University of TechnologyProf. Jan CwajnaProf. Jan Cwajna

Division of Precision and Electronic Product Division of Precision and Electronic Product TechnologyTechnology

Institute of Precision and Biomedical EngineeringInstitute of Precision and Biomedical EngineeringWarsaw University of TechnologyWarsaw University of TechnologyProf. Zbigniew Drozd Prof. Zbigniew Drozd Dr inDr inżż. Dionizy Biało. Dionizy BiałoMgr inż. Tadeusz KuleszaMgr inż. Tadeusz Kulesza

Faculty of ChemistryFaculty of ChemistryRzeszow University of TechnologyRzeszow University of TechnologyCoE - COMODECCoE - COMODECProf. Henryk GalinaProf. Henryk GalinaProf. Barbara DębskaProf. Barbara Dębska Faculty of Materials Science and CeramicFaculty of Materials Science and CeramicKrakow University of Mining and MetallurgyKrakow University of Mining and MetallurgyProf. Jerzy LisProf. Jerzy LisProf. ChłopekProf. ChłopekProf. Rafał PampuchProf. Rafał PampuchRafał FilipekRafał FilipekMarek DanielewskiMarek Danielewski Faculty of Materials Science and EngineeringFaculty of Materials Science and EngineeringWarsaw University of TechnologyWarsaw University of TechnologyNanoCentreNanoCentreProf. Tadeusz KulikProf. Tadeusz KulikProf. Tadeusz WierzchoProf. Tadeusz Wierzchońń Faculty of Metallurgy and Materials ScienceFaculty of Metallurgy and Materials ScienceUniversity of Mining and Metallurgy (AGH)University of Mining and Metallurgy (AGH)Prof. A. Czyrska-FilemonowiczProf. A. Czyrska-FilemonowiczDr Tomasz MoskalewiczDr Tomasz Moskalewicz

UniversitiesUniversities

List of research groups participating List of research groups participating in the Networkin the Network

Page 6: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

66

Institute of Applied Radiation Chemistry Institute of Applied Radiation Chemistry Division of Applied Radiation ChemistryDivision of Applied Radiation ChemistryTechnical University of Technical University of ŁódźŁódźCoECoEProf. Janusz M. RosiakProf. Janusz M. Rosiak

Institute of Physics and Chemistry of MetalsInstitute of Physics and Chemistry of MetalsUniversity of SilesiaUniversity of SilesiaProf. Henryk MorawiecProf. Henryk Morawiec Institute of Materials EngineeringInstitute of Materials EngineeringTechnical University of SzczecinTechnical University of Szczecin Prof. Zbigniew RosłaniecProf. Zbigniew RosłaniecDr inż. Jolanta BaranowskaDr inż. Jolanta BaranowskaWalenty JasińskiWalenty Jasiński   Institute of Materials Science and Applied Institute of Materials Science and Applied

MechanicsMechanicsMaterials Recycling Centre of Excellence – MARECMaterials Recycling Centre of Excellence – MARECPolymer Engineering and Recycling Laboratory – PERLAPolymer Engineering and Recycling Laboratory – PERLAWroclaw University of TechnologyWroclaw University of TechnologyDr Marek KozłowskiDr Marek Kozłowski

Institute of Materials Science and Applied Institute of Materials Science and Applied MechanicsMechanics

Technological University of WroclawTechnological University of WroclawCoE – SGM&NCoE – SGM&NProf. Krzysztof MaruszewskiProf. Krzysztof Maruszewski Institute of Metal CuttingInstitute of Metal CuttingUniversity of Bielsko-BialaUniversity of Bielsko-BialaCoE - CUPPTCoE - CUPPTProf. Ewa BenkoProf. Ewa Benko Kielce University of TechnologyKielce University of TechnologyDr inż. Tadeusz OrzechowskiDr inż. Tadeusz Orzechowski   Marian Smoluchowski Institute of PhysicsMarian Smoluchowski Institute of PhysicsJagiellonian UniversityJagiellonian UniversityCentre NANOSAMCentre NANOSAMProf. Marek SzymońskiProf. Marek Szymoński Institute of Metrology and Rodman SystemsInstitute of Metrology and Rodman SystemsWarsaw University of TechnologyWarsaw University of TechnologyAdam BieńkowskiAdam Bieńkowski University of Mining and Metallurgy, KrakowUniversity of Mining and Metallurgy, KrakowProf. Maria RichertProf. Maria Richert

List of research groups participating List of research groups participating in the Networkin the Network

UniversitiesUniversities

Page 7: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

77

High Pressure Research Center, PAHigh Pressure Research Center, PASSCoECoEProf. Witold ŁojkowskiProf. Witold ŁojkowskiProf. Bogdan PałoszProf. Bogdan Pałosz       Institute of Metallurgy and Materials Science Institute of Metallurgy and Materials Science

PAPASS(IMIM – PA(IMIM – PASS))CoE - NAMAMCoE - NAMAMDr Elżbieta BielańskaDr Elżbieta BielańskaDr Jerzy Jura Dr Jerzy Jura Institute of Physical Chemistry, PAInstitute of Physical Chemistry, PASSCentre for Photoreactive Materials - CPMCentre for Photoreactive Materials - CPMProf. Jacek WalukProf. Jacek Waluk Institute of Low Temperature and Structure Institute of Low Temperature and Structure

Research, PAResearch, PASSCentre Centre CELTAMCELTAMDr Dariusz Kaczorowski Dr Dariusz Kaczorowski Piotr WiśniewskiPiotr Wiśniewski

  

Polish Academy of Polish Academy of SciencesSciences

List of research groups participating List of research groups participating in the Networkin the Network

Page 8: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

88

Institute of Precision EngineeringInstitute of Precision EngineeringIntegrated Technical and Quality Systems for Integrated Technical and Quality Systems for

Corrosion Protection – Corrosion Protection – CORPROTCORPROTLech KwiatkowskiLech Kwiatkowski Institute of Welding, GliwiceInstitute of Welding, GliwiceCentre of Excellence - Polish WeldingCentre of Excellence - Polish WeldingMgr Wanda Zeman Mgr Wanda Zeman Dr Bogusław CzwórnógDr Bogusław CzwórnógMgr Marian SzubrytMgr Marian Szubryt   Tele & Radio Research Institute (ITR)Tele & Radio Research Institute (ITR)CENELINCENELINDr Krystyna BukatDr Krystyna BukatDr Grażyna KoziołDr Grażyna KoziołDr Barbara ŚlusarekDr Barbara Ślusarek Rubber Research Institute „Stomil”Rubber Research Institute „Stomil”Centre of Competence for Rubber IndustryCentre of Competence for Rubber IndustryDr Cezary DębekDr Cezary DębekMarcin Sobczak Marcin Sobczak Leszek Pyskło Leszek Pyskło Wanda Parasiewicz Wanda Parasiewicz Ship Design and Research CentreShip Design and Research CentreDr Genowefa Szydłowska-HerbutDr Genowefa Szydłowska-HerbutMgr Jacek ChrzanowskiMgr Jacek Chrzanowski

Industrial Chemistry Research InstituteIndustrial Chemistry Research InstituteCoC – POLMATINCoC – POLMATINDr inż. Maria ZieleckaDr inż. Maria ZieleckaDr inż. Krzysztof BajdorDr inż. Krzysztof Bajdor   Institute of Applied OpticsInstitute of Applied OpticsCoE – COTMASTCoE – COTMASTDr inż. Dariusz LitwinDr inż. Dariusz LitwinDr inż. Magdalena SzutkowskaDr inż. Magdalena SzutkowskaAndrzej WłochowiczAndrzej Włochowicz

Institute of Optoelectronics (IOE)Institute of Optoelectronics (IOE)CoE - PHOTECCoE - PHOTECEwa BurdziakowskaEwa BurdziakowskaWojciech SkrzeczanowskiWojciech SkrzeczanowskiDr Waldemar MrózDr Waldemar Mróz   Institute of Physical ChemistryInstitute of Physical ChemistryCoE CoE – SURPHARE – SURPHAREProf. Aleksander JabłońskiProf. Aleksander JabłońskiProf. Janusz FlisProf. Janusz FlisDr Iwona Flis-Kabulska Dr Iwona Flis-Kabulska 

R+D UnitsR+D Units

List of research groups participating List of research groups participating in the Networkin the Network

Page 9: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

99

Institute of Nuclear Chemistry and TechnologyInstitute of Nuclear Chemistry and TechnologyDr Andrzej DeptułaDr Andrzej Deptuła   Institute for Ferrous MetallurgyInstitute for Ferrous MetallurgyRoman Kuziak  Roman Kuziak     Institute for Ferrous MetallurgyInstitute for Ferrous MetallurgyRoman Kuziak  Roman Kuziak     Institute of Natural FibresInstitute of Natural FibresProf. dr Ryszard KozłowskiProf. dr Ryszard KozłowskiProf. Przemysław BaranieckiProf. Przemysław BaranieckiDr Majka Władyka-Przybylak Dr Majka Władyka-Przybylak    Institute of Nuclear Chemistry and TechnologyInstitute of Nuclear Chemistry and TechnologyDr Andrzej DeptułaDr Andrzej Deptuła Institute of Catalysis and Surface ChemistryInstitute of Catalysis and Surface ChemistryEwa SerwickaEwa Serwicka   Institute of Environmental Mechanics and AppliedInstitute of Environmental Mechanics and Applied

Computer ScienceComputer ScienceBydgoszcz UniversityBydgoszcz UniversityProf. Józef KubikProf. Józef KubikDr hab. Dr hab. M. KaczmarekM. Kaczmarek

CentrAlCentrAlTomasz StuczyTomasz Stuczyńńskiski   Central Institute for Labour Protection (CIOP) Central Institute for Labour Protection (CIOP) Prof. Danuta KoradeckaProf. Danuta KoradeckaMałgorzata Gieraltowska Małgorzata Gieraltowska Dr inż. Grzegorz Owczarek Dr inż. Grzegorz Owczarek Dr Krzysztof Benczek Dr Krzysztof Benczek    CMG KOMAG GliwiceCMG KOMAG GliwiceCoE - MECHSYSCoE - MECHSYSIlona Jerzok Ilona Jerzok    Department of Material ModificationDepartment of Material ModificationAndrzej Sołtan Institute for Nuclear StudiesAndrzej Sołtan Institute for Nuclear StudiesZbigniew WernerZbigniew Werner Department of Radiation Chemistry and TechnologyDepartment of Radiation Chemistry and Technology

(INCT)(INCT)Institute of Nuclear Chemistry and TechnologyInstitute of Nuclear Chemistry and TechnologyIzabella LegockaIzabella LegockaJacek MichalikJacek MichalikDr Zbigniew Zimek Dr Zbigniew Zimek Institute of Natural FibresInstitute of Natural FibresProf. dr Ryszard KozłowskiProf. dr Ryszard KozłowskiProf. Przemysław BaranieckiProf. Przemysław BaranieckiDr Majka Władyka-Przybylak Dr Majka Władyka-Przybylak

R+D UnitsR+D Units

List of research groups participating List of research groups participating in the Networkin the Network

Page 10: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1010

Sieć „NOWE MATERIAŁY”Sieć „NOWE MATERIAŁY”

Koordynator SieciKoordynator SieciSieSiećć NMN powołana została z inicjatywy Centrów Doskona NMN powołana została z inicjatywy Centrów Doskonałłoośści ci WydziaWydziałłu Inu Inżżynierii Materiaynierii Materiałłowej Politechniki Warszawskiej. owej Politechniki Warszawskiej. Koordynatorem Sieci jest prof. zw. dr hab. Krzysztof Jan Koordynatorem Sieci jest prof. zw. dr hab. Krzysztof Jan KurzydKurzydłłowski.owski.

Podział Sieci na grupy tematycznePodział Sieci na grupy tematyczne  

*- wraz z *- wraz z modelowaniemmodelowaniem

PodsiePodsiećć Koordynator (NMN)Koordynator (NMN) Sekretarz Naukowy (WIM)Sekretarz Naukowy (WIM)

BiomateriaBiomateriałłyy prof. Jan Chprof. Jan Chłłopekopek dr Madr Małłgorzata Lewandowska gorzata Lewandowska

NanomateriaNanomateriałłyy prof. Krzysztof J. prof. Krzysztof J. KurzydKurzydłłowskiowski

dr Katarzyna Konopkadr Katarzyna Konopka

PolimeryPolimery prof. Ludomir prof. Ludomir ŚŚlusarskilusarski dr Joanna Ryszkowskadr Joanna Ryszkowska

CharakteryzowaniCharakteryzowanie Materiae Materiałłów*ów*

prof. Jan Cwajnaprof. Jan Cwajna dr Krzysztof Rodr Krzysztof Rożżniatowskiniatowski

Page 11: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1111

Plan działania sieci naukowej „NOWE MATERIAŁY – Plan działania sieci naukowej „NOWE MATERIAŁY – NANOMATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W TECHNICE NANOMATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W TECHNICE

I MEDYCYNIE” w okresie najbliższych 3 latI MEDYCYNIE” w okresie najbliższych 3 lat

Rok 2003Rok 2003Termin wykonania Termin wykonania ZadanieZadanie

20032003 Realizacja zadaRealizacja zadańń statutowych sieci statutowych sieci 20032003 Organizacja seminariów, warsztatów i Organizacja seminariów, warsztatów i

spotkaspotkańń grup grup tematycznych siecitematycznych sieci 02. 200302. 2003 Aktualizacja strony internetowej sieciAktualizacja strony internetowej sieci 06. 200306. 2003 Aktualizacja bazy danych uczestników Aktualizacja bazy danych uczestników

siecisieci 12. 200312. 2003 Organizacja rocznego zjazdu Organizacja rocznego zjazdu

uczestników uczestników

Page 12: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1212

Rok 2004Rok 2004Termin wykonania Termin wykonania ZadanieZadanie

20042004 Realizacja zadaRealizacja zadańń statutowych sieci statutowych sieci 20042004 Organizacja seminariów, warsztatów i Organizacja seminariów, warsztatów i

spotkaspotkańń grup grup tematycznych siecitematycznych sieci 02. 200402. 2004 Aktualizacja strony internetowej sieciAktualizacja strony internetowej sieci 06. 200406. 2004 Aktualizacja bazy danych uczestników Aktualizacja bazy danych uczestników

siecisieci 12. 200412. 2004 Organizacja rocznego zjazdu Organizacja rocznego zjazdu

uczestników uczestników

Plan działania sieci naukowej „NOWE MATERIAŁY – Plan działania sieci naukowej „NOWE MATERIAŁY – NANOMATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W TECHNICE NANOMATERIAŁY DO ZASTOSOWAŃ W TECHNICE

I MEDYCYNIE” w okresie najbliższych 2 latI MEDYCYNIE” w okresie najbliższych 2 lat

Page 13: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1313

Proposition for Nanomaterials (KJK)Proposition for Nanomaterials (KJK)

Size and shape of grainsSize and shape of grainsThe properties of nano-material for the same reasons strongly depend The properties of nano-material for the same reasons strongly depend on the size of constituting particles and grains. Quantitative on the size of constituting particles and grains. Quantitative description of this size effect on the properties can be used as a basis description of this size effect on the properties can be used as a basis for designing new nano-materials for specific applications. It is also for designing new nano-materials for specific applications. It is also important to understanding of the complex behaviors of such important to understanding of the complex behaviors of such materials which are also influenced by the chemistry, shape and materials which are also influenced by the chemistry, shape and spatial arrangement of the nano-structural features.spatial arrangement of the nano-structural features.

Physical properties of the grain boundariesPhysical properties of the grain boundariesGrain boundaries in polycrystals form populations characterized by Grain boundaries in polycrystals form populations characterized by diversity of the microstructures and properties. The distribution diversity of the microstructures and properties. The distribution functions of grain boundary character can be measured functions of grain boundary character can be measured experimentally, for example from the experiments with the grain experimentally, for example from the experiments with the grain boundary diffusion. It can be also estimated from the studies of the boundary diffusion. It can be also estimated from the studies of the grain boundary dis-orientation and modeled by computer simulations. grain boundary dis-orientation and modeled by computer simulations.

Page 14: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1414

Free surface effectFree surface effectAnother size effect that is relevant to the subject discussed is related to the Another size effect that is relevant to the subject discussed is related to the dimensions of artifacts made of nano-materials. Nano-materials are dimensions of artifacts made of nano-materials. Nano-materials are frequently used/processed to produce small size elements which are frequently used/processed to produce small size elements which are characterized by a high value of the ratio of free-surface to volume. As a characterized by a high value of the ratio of free-surface to volume. As a result properties of nano-artifacts are influenced by the free surface result properties of nano-artifacts are influenced by the free surface characteristics, such as its roughness, chemical composition, which in turn characteristics, such as its roughness, chemical composition, which in turn is affected by the processing and/or exposure to the environment (either in is affected by the processing and/or exposure to the environment (either in laboratory or in service conditions) and microstructure.laboratory or in service conditions) and microstructure.

Microstructural techniquesMicrostructural techniquesStructure of nano-materials can visualized only with the use of special Structure of nano-materials can visualized only with the use of special microscopic techniques. High Resolution TEM in particular is needed for microscopic techniques. High Resolution TEM in particular is needed for imaging size and shape of nano-grains and particles. At the same time imaging size and shape of nano-grains and particles. At the same time measurements of chemical composition on nano-scale might be needed. measurements of chemical composition on nano-scale might be needed. On the other hand, currently available processing techniques may result in On the other hand, currently available processing techniques may result in non-homogeneity of the nano-structured artifacts, which can only be non-homogeneity of the nano-structured artifacts, which can only be evaluated via SEM. X-ray investigations useful in quantifying residual evaluated via SEM. X-ray investigations useful in quantifying residual stresses, texture and size of crystallographic domains. Other techniques stresses, texture and size of crystallographic domains. Other techniques allow for mapping orientation of individual nano-grains and desorientation allow for mapping orientation of individual nano-grains and desorientation of the grain boundaries.of the grain boundaries.

Page 15: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1515

Relevant processesRelevant processes changes in the chemistry during processingchanges in the chemistry during processing local changes in the chemistry due to the exposure to the environment local changes in the chemistry due to the exposure to the environment

(laboratory or industrial)(laboratory or industrial) redistribution of the chemical elements between the free-surface, grain redistribution of the chemical elements between the free-surface, grain

boundaries and grain interiorsboundaries and grain interiors development of the residual stressesdevelopment of the residual stresses response to the applied load (understood in general terms which cover response to the applied load (understood in general terms which cover

mechanical, electrical and thermal fields) of structures non-homogeneous on mechanical, electrical and thermal fields) of structures non-homogeneous on nano-scalenano-scale

thermal and mechanical stability of nano-structuresthermal and mechanical stability of nano-structures

ModelingModelingPhenomena taking place in nano-materials differ from that in standard, micro-Phenomena taking place in nano-materials differ from that in standard, micro-sized substances due to the high surface area of the grain and phase boundaries. sized substances due to the high surface area of the grain and phase boundaries. This situation calls for more systematic approach to modeling atomic structure, This situation calls for more systematic approach to modeling atomic structure, properties of such boundaries and their effect on response of the nano-elements properties of such boundaries and their effect on response of the nano-elements to the applied load. This modeling should be carried out at various scales. Ab to the applied load. This modeling should be carried out at various scales. Ab initio computations should be combined with the Finite Element Method.initio computations should be combined with the Finite Element Method.

Page 16: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1616

In-situ strainingIn-situ strainingDynamic, in-situ studies of the processes taking place in nano-materials under Dynamic, in-situ studies of the processes taking place in nano-materials under the applied load are needed for better understanding of their properties. On a the applied load are needed for better understanding of their properties. On a macroscopic scale such tests are carried out using testing machines equipped macroscopic scale such tests are carried out using testing machines equipped with light microscopes. Mezo-scale data can be obtained if the specimens are with light microscopes. Mezo-scale data can be obtained if the specimens are tested by in-situ straining in an electron scanning microscope. Transmission tested by in-situ straining in an electron scanning microscope. Transmission electron microscopy provides in-sight into process taking in fully micro- and electron microscopy provides in-sight into process taking in fully micro- and partly nano-scale.partly nano-scale.

   The effect of test temperature and environmentThe effect of test temperature and environment

Properties of nano-materials might strongly dependent on the test temperature. Properties of nano-materials might strongly dependent on the test temperature. This due to the fact of higher accumulated energy which can be release at a This due to the fact of higher accumulated energy which can be release at a lower thermal activation. As a result phase thermally activated processes, lower thermal activation. As a result phase thermally activated processes, including that contributing to plastic deformation, take place at lower including that contributing to plastic deformation, take place at lower temperatures in nano-materials than in their conventional state. temperatures in nano-materials than in their conventional state.

Nano-materials can also be more sensitive to the test environment. In this case Nano-materials can also be more sensitive to the test environment. In this case large surface area of the grain boundaries result in higher capacity and faster large surface area of the grain boundaries result in higher capacity and faster transport of the atoms present in test environment. Among them oxygen and transport of the atoms present in test environment. Among them oxygen and hydrogen might be of special importance.hydrogen might be of special importance.

Page 17: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1717

The objectiveThe objectiveThe project outlined in the present proposal aims at deriving quantitative The project outlined in the present proposal aims at deriving quantitative relationships between the properties, microstructure and processing route of relationships between the properties, microstructure and processing route of nano-materials with special emphasis on nano-metals.nano-materials with special emphasis on nano-metals.

  The relative importance of various phenomena taking place in nano-materials The relative importance of various phenomena taking place in nano-materials will be described as well as stability of the nano-structures. Efficient processing will be described as well as stability of the nano-structures. Efficient processing routes for pre-defined applications shall be determined.routes for pre-defined applications shall be determined.

Page 18: K.J.KURZYD Ł OWSKI       kjk@inmat.pw.pl Politechnika Warszawska ,

1818

Czy, dana jednostka naszej sieci, Czy, dana jednostka naszej sieci, uczestnicząc w konkretnym IP lub NoE, uczestnicząc w konkretnym IP lub NoE, może formalnie reprezentować całą może formalnie reprezentować całą Sieć?Sieć?

Czy Network of Excellence może mieć Czy Network of Excellence może mieć charakter rozgałęziony?charakter rozgałęziony?

Sieć „NOWE MATERIAŁY”Sieć „NOWE MATERIAŁY”