http://hdl.handle.net/11089/1334 2026-07-09T06:57:28Z http://hdl.handle.net/11089/58698 Ocena właściwości tribologicznych i możliwości zastosowania nanocząstek metalicznych i tlenkowych w innowacyjnych produktach chłodząco-smarujących, wykorzystywanych w procesie obróbki metali Stanek, Wiktor Współczesne trendy w obróbce skrawaniem koncentrują się na poszukiwaniu rozwiązań technologicznych, które zapewniają wysoką efektywność procesu przy jednoczesnym ograniczeniu negatywnego wpływu na środowisko oraz zdrowie człowieka. Jednym z kierunków rozwoju jest modyfikacja cieczy chłodząco-smarujących (CCS) poprzez zastosowanie nanomateriałów poprawiających ich właściwości tribologiczne. Celem pracy było opracowanie i ocena układów CCS zawierających nanocząstki oraz określenie ich wpływu na procesy tarcia i zużycia występujące podczas obróbki skrawaniem. Praca obejmowała dobór odpowiednich nanomateriałów i cieczy bazowych umożliwiających uzyskanie stabilnych nanopłynów przeznaczonych do zastosowań obróbkowych. Szczególną uwagę poświęcono ocenie przeciwzużyciowych i przeciwciernych właściwości opracowanych układów tribologicznych. Rozprawa została podzielona na cztery części obejmujące analizę stanu wiedzy, określenie celu i zakresu badań, opis zastosowanych metod badawczych oraz prezentację wyników wraz z ich interpretacją. Badania eksperymentalne przeprowadzono z wykorzystaniem testerów tribologicznych w skali mikro i makro, a także podczas procesów toczenia wzdłużnego realizowanych z użyciem opracowanych układów CCS. Po zakończeniu testów przeprowadzono szczegółową analizę powierzchni z zastosowaniem technik mikroskopowych oraz profilometrii. Uzyskane wyniki wykazały, że chłodziwa wzbogacone nanomateriałami charakteryzują się lepszymi właściwościami eksploatacyjnymi niż konwencjonalne środki chłodząco-smarujące. Najkorzystniejsze rezultaty uzyskano dla układów zawierających nanostruktury Bi₂S₃, które skutecznie obniżały współczynnik tarcia oraz intensywność zużycia elementów trących. Efekt ten był związany z tworzeniem ochronnej warstwy przeciwzużyciowej zawierającej związki bizmutu i siarki. Opracowane nanopłyny mogą znaleźć zastosowanie zarówno na obrabiarkach konwencjonalnych, jak i sterowanych numerycznie CNC podczas obróbki stali.; Contemporary trends in machining focus on developing technologies that ensure high process efficiency while minimizing negative impacts on the environment and human health. One promising approach is the modification of cutting fluids by incorporating nanomaterials that enhance their tribological properties. The aim of this dissertation was to develop and evaluate nanoparticle-containing cutting fluid systems and determine their influence on friction and wear during machining operations. The research involved the selection of suitable nanomaterials and base fluids to obtain stable nanofluids for machining applications. Particular attention was paid to the anti-wear and anti-friction performance of the developed tribological systems. The dissertation consists of four main parts: a review of the current state of knowledge, the definition of the research objective and scope, a description of the experimental methodology, and the presentation and discussion of the obtained results. Experimental investigations were conducted using tribological testers operating at micro- and macro-scales, as well as during longitudinal turning processes performed with the developed cutting fluid systems. Following the tests, the worn and machined surfaces were analyzed using microscopy techniques and surface profilometry. The results demonstrated that cutting fluids enriched with nanomaterials exhibit better performance than conventional cooling and lubricating fluids. The most favorable results were obtained for systems containing Bi₂S₃ nanostructures, which effectively reduced the coefficient of friction and wear intensity. This improvement was attributed to the formation of a protective anti-wear tribofilm containing bismuth and sulfur compounds. The developed nanofluids can be successfully applied in conventional and CNC machine tools, particularly in steel machining operations, where enhanced lubrication and cooling are required. 2026-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11089/58348 Nowe metody znakowania związków o znaczeniu biologicznym znacznikami fluorescencyjnymi i metalokarbonylowymi Koprowska, Karolina Wraz ze wzrostem rozwoju i szybkim tempem życia wzrasta zachorowalność na choroby cywilizacyjne, w tym na choroby nowotworowe. Przekłada się to na poszukiwanie nowych rozwiązań w leczeniu jak i monitorowaniu procesów zachodzących w żywych organizmach. Wiąże się to z poszukiwaniem szybkich, tanich i nieinwazyjnych metod diagnostycznych. W ramach doktoratu przeprowadzone zostały badania nad nowymi znacznikami, które w przyszłości mogą znaleźć zastosowanie zarówno w znakowaniu biomolekuł i leków jak również w diagnostyce medycznej oraz bioobrazowaniu. W pierwszej kolejności zbadano znaczniki metalokarbonylowe, łatwe do detekcji w spektroskopii IR. Związki te zawierały w cząsteczce fragmenty (di)bromomaleimidu, które łatwo reagują z biomolekułami, w których strukturze występują grupy -SH. W pracy zastosowano jedną z metod modyfikacji protein, gdzie w mostek dwusiarczkowy wbudowana została pochodna maleimidu (rebridging). Otrzymane w ten sposób metalokarbonylowe pochodne ditiomaleimidu, pod wpływem naświetlania światłem widzialnym, tracą fragment metalokarbonylowy i przekształcają się w N-niepodstawione pochodne ditiomaleimidu, które wykazują fluorescencję. Z badań biologicznych wynika, że pochodne metalokarbonylowe, wykazują aktywność cytotoksyczną w stosunku do komórek nowotworowych, natomiast ich analogi, nie zawierające fragmentu metalokarbonylowego, nie były toksyczne. Badania z wykorzystaniem mikroskopu konfokalnego, sugerują, że metalokarbonylowe pochodne łatwiej przedostają się do wnętrza komórki niż ich organiczne odpowiedniki. Opracowane metody syntetyczne pozwoliły również na otrzymanie znaczników fluorescencyjnych zawierających fluorofor pirenowy oraz aktywny w reakcjach typu „click” układ cyklooktynowy. Ze względu na ciekawe właściwości fotofizyczne w roztworach, jaki i w ciele stałym, związki te mogą zostać zastosowane jako znaczniki fluorescencyjne. Obecność fragmentu cyklooktynowego w cząsteczce sprawia, że związki te ulegają reakcjom bioortogonalnym, co zostało wykorzystane do bezpośredniej modyfikacji biocząsteczek, a otrzymane koniugaty wykazywały silną fluorescencję. Ponadto, z przeprowadzonych badań biologicznych wynika, że związki te, nie są toksyczne zarówno dla komórek prawidłowych, jak i nowotworowych, mogą zatem stanowić bezpieczną alternatywę dla znaczników izotopowych. Została podjęta również próba modyfikacji układu maleimidowego za pomocą pirenu i jego tiopochodnej. Otrzymane pochodne (di)tiomaleimidu z pirenem nie wykazywały właściwości luminescencyjnych.; As modern life becomes increasingly fast-paced, the number of civilization-related diseases, including cancer, continues to rise. This situation drives the search for new solutions to treat diseases, but also to monitor biological processes occurring in living organisms. As a result, scientists are particularly interested in developing diagnostic methods that are fast, affordable, and non-invasive. The main aim of this doctoral research focused on the development of new markers that may find applications both in the labeling of biomolecules and drugs, as well as in medical diagnostics and bioimaging. The first part of the research focused on the investigation of metal carbonyl markers, which can be easily detected using infrared (IR) spectroscopy. These compounds contain (di)bromomaleimide fragments which readily react with biomolecules possessing thiol groups. One of the protein modification strategies which was applied in this work involves the incorporation of a maleimide derivative into a disulfide bridge – a process known as rebridging. Metal carbonyl dithiomaleimide compounds undergo an interesting transformation during irradiation with visible light - they lose the metal carbonyl part and turn into non-substituted dithiomaleimide derivatives which emit fluorescence. Biological studies showed that the metal carbonyl compounds are toxic to cancer cells, while their organic analogues are not cytotoxic. Confocal microscopy studies suggest that compounds containing the metal carbonyl unit enter/ penetrate cells more easily than their purely organic analogues. The synthetic methods developed in this work also enabled to obtain fluorescent markers containing a pyrene fluorophore and a cyclooctyne group capable of participating in so-called “click” reactions. These compounds show attractive photophysical properties both in solution and in the solid state, making them promising fluorescent probes. Due to the presence of the cyclooctyne fragment, these markers can undergo bioorthogonal reactions - highly selective chemical reactions that take place inside biological systems without disturbing them. This property was successfully used for the direct labeling of biomolecules, producing strongly fluorescent conjugates. Moreover, biological studies indicate that these compounds are non toxic to both normal and cancer cells, and thus may represent a safe alternative to isotopic labels. Finally, the study also included modifications of the maleimide ring using pyrene and its sulfur/thiol derivative. However, the resulting pyrene-substituted (di)thiomaleimide derivatives did not exhibit luminescent properties. 2026-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11089/57395 Wytwarzanie i badanie nanodrutów metalicznych modyfikowanych powłokami tlenkowymi i organicznymi Lech, Agnieszka This doctoral dissertation, titled "Fabrication and Characterization of Metallic Nanowires Modified with Oxide and Organic Coatings," addresses the issue of consciously controlling the properties of AgNWs through appropriately selected surface modification methods. The main thesis of the thesis assumes that both the plasmon resonance position and the colloidal and environmental stability of silver nanowires can be effectively regulated using controlled inorganic and organic functionalization. This approach allows for tailoring the studied nanomaterials to specific technological applications. The aim of the research was to achieve controlled tuning of the physicochemical and plasmonic properties of AgNWs by employing two complementary modification strategies: oxide coatings and organic functionalization. 2025-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/11089/57377 Badanie przemian kwasu taninowego w koloidach nanocząstek srebra Bednarczyk, Katarzyna Nanocząstki funkcjonalne stanowią jedną z najważniejszych grup nanomateriałów, znajdujących szerokie zastosowanie w aplikacjach biomedycznych. Szczególne zainteresowanie budzą nanocząstki srebra (AgNPs), które łączą unikalne właściwości fizykochemiczne z szerokim spektrum aktywności biologicznej, obejmującym działanie przeciwdrobnoustrojowe, wirusobójcze i immunomodulujące. Istotnym czynnikiem kształtującym te właściwości są ligandy powierzchniowe, odpowiadające zarówno za stabilność układów koloidalnych, jak i za dodatkowe funkcje biologiczne. Wśród nich szczególną rolę odgrywają polifenole, takie jak kwas taninowy (TA) – naturalny związek pochodzenia roślinnego o właściwościach antyoksydacyjnych, redukujących, przeciwzapalnych i wirusobójczych, wykazujący także zdolności do tworzenia kompleksów z metalami. Niniejsza rozprawa doktorska poświęcona jest badaniu przemian kwasu taninowego w koloidach nanocząstek srebra (TA-AgNPs) oraz ich wpływu na właściwości fizykochemiczne i potencjalną aktywność biologiczną. Przyjęto założenie, że procesy zachodzące podczas przechowywania TA-AgNPs mogą prowadzić do zmian w strukturze kwasu taninowego, a tym samym modulować funkcjonalność całego układu koloidalnego. W pracy zastosowano zestaw komplementarnych metod analitycznych obejmujących spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), spektroskopię w zakresie nadfioletu i światła widzialnego (UV-Vis), dynamiczne rozpraszanie światła (DLS), mikroskopię elektronową (SEM) oraz chromatografię cienkowarstwową (TLC) i cieczową sprzężoną ze spektrometrią mas (LC-MS). Umożliwiło to zarówno charakterystykę morfologii i stabilności nanocząstek, jak i monitorowanie przemian polifenoli zachodzących w czasie kondycjonowania układów. Uzyskane rezultaty pozwoliły opisać dynamikę procesów towarzyszących kondycjonowaniu koloidów nanocząstek srebra oraz wskazały, że przemiany kwasu taninowego odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu właściwości fizykochemicznych i biologicznych badanych układów.; Functional nanoparticles constitute one of the most important groups of nanomaterials, with wide-ranging applications in the biomedical field. Silver nanoparticles (AgNPs) are of particular interest, as they combine unique physicochemical properties with a broad spectrum of biological activities, including antimicrobial, virucidal, and immunomodulatory effects. A crucial factor influencing these properties is the presence of surface ligands, which ensure the stability of colloidal and provide biological functions. Among them, polyphenols such as tannic acid (TA) – a natural plant compound with antioxidant, reducing, anti inflammatory, and virucidal properties, as well as the ability to form complexes with metals – are of particular importance. This dissertation is devoted to the investigation of tannic acid transformations in silver nanoparticle colloids (TA-AgNPs) and their impact on physicochemical properties and potential biological activity. It was assumed that the processes occurring during the storage of TA-AgNPs may lead to transformations of tannic acid, and modulating the functionality of the entire colloidal system. A set of analytical methods was used to investigate the transformation of tannic acid in TA-AgNPs colloids, including Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis), dynamic light scattering (DLS), electron microscopy (SEM), thin-layer chromatography (TLC), and liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS). This approach enabled the characterization of nanoparticle morphology and stability, as well as the monitoring of polyphenol transformations occurring during system conditioning in time. The obtained results allows the dipper understanding of the polyphenol transformation in the colloidal systems containing silver nanoparticles and highlighted the key role of those transformations and its influence on the the physicochemical and biological properties of the final functional nanoparticles. 2025-01-01T00:00:00Z