Doktoraty (WF)

Permanent URI for this collectionhttps://repozytorium.amu.edu.pl/handle/10593/768

Browse

Now showing 1 - 20 of 133

Badania strukturalne i optyczne niskowymiarowych materiałów perowskitowych pod wysokim ciśnieniem
(2026) Drushliak, Viktoriia; Szafrański, Marek. Promotor
Badania wysokociśnieniowe pozwalają zmieniać oddziaływania międzyatomowe bez modyfikacji chemicznej. Niniejsza rozprawa podsumowuje trzy publikacje dotyczące strukturalnych i optycznych reakcji czterech niskowymiarowych materiałów (CsPb2Br5, Cs4PbBr6, na zmienne ciśnienie i temperaturę. Ciśnienie i temperatura wywołują deformacje oktaedrów, przejścia fazowe i modyfikacje pasm, często zawężając przerwę energetyczną i aktywując emisję fotoluminescencyjną. CsPb2Br5 zachowuje warstwową strukturę do 26 GPa; krawędź absorpcji (—350 nm) przesuwa się ku dłuższym falom, a widoczna PL pochodzi z domieszek CsPbBr3. Cs4PbBr6 przechodzi dwa pierwszorzędowe przejścia przy 2,6 i 3,2 GPa prowadzące do skokowego zmniejszenia przerwy; pseudo-Jahn—Teller powoduje ekspansję oktaedrów i szerokopasmową emisję białego światła. W guanidyniowych 2D perowskitach kompresja i ogrzewanie zawężają gap przez skracanie wiązań Pb—l i rostowanie k łów; obserwowano siln anizotro i mechanicznq oraz ujemnq kompresjg liniowq w fazie wysokociénieniowej CsC(NH2)3Pb14. High-pressure studies probe structure—property links in perovskites by tuning interatomic interactions. This thesis summarizes three papers on the structural and optical responses of four low-dimensional materials—2D CsPb2Brs, OD Cs4PbBr6, and guanidinium 2D iodides and variable pressure and temperature. Extemal stimuli induce octahedral distortions, phase transitions and bandstructure changes that often narrow band gaps and can activate or enhance photoluminescence. CsPb2Brs retains its layered framework to 26 GPa; its UV absorption edge (—350 nm) red-shifts with pressure, and reported visible PL/absorption were traced to 3D CsPbBr3 impurities. Cs4PbBr6 exhibits two first-order transitions at 2.6 and 3.2 GPa causing jumpwise band-gap reductions; a pseudoJahn—Teller distortion expands PbBr6 octahedra in the tetragonal phase, producing broad white-light emission. In the guanidinium 2D iodides, compression and heating narrow the gap via Pb—l bond contraction and angle straightening; they show highly anisotropic mechanics, and displays negative linear compressibility in a high-pressure phase linked to su ressed iodine vibrations.
Przetwarzanie energii światła w sztucznych układach opartych na fotosystemie I
(2026) Goyal Wypychowska, Alice; Gibasiewicz, Krzysztof. Promotor; Szewczyk, Sebastian. Promotor pomocniczy
Fotosystem I (PSI) jest kompleksem białkowopigmentowym o wysokiej naturalnej wydajności kwantowej (blisko 100%), który wykazuje niską wydajność generacji fotoprądu PO unieruchomieniu go na elektrodzie ze szkła przewodzącego (FTO). Pierwszym celem pracy było zbadanie przyczyn tak niskiej wydajności przy użyciu czasowo-rozdzielczej spektroskopii absorpcyjnej. Wykazano, że główną przyczyną ograniczonej wydajności generacji fotoprądu w tym układzie jest zbyt wolny transfer elektronów między PSI a elektrolitem oraz między PSI a podłożem FTO w porównaniu z szybkością rekombinacji ładunków w PSI. Drugim celem pracy było zwiększenie absorpcji światła przez PSI dzięki wykorzystaniu powierzchniowego rezonansu plazmonowego nanocząstek srebra (AgNP) w elektrodach złożonych z PSI i AgNP osadzonych na płytce FTO. Badania tych elektrod przy użyciu ultraszybkiej spektroskopii absorpcji przejściowej wykazały istnienie znaczącej interakcji między PSI i A NP. Photosystem I (PSI) is a protein-pigment complex with high natural quantum efficiency (close to 100%), which shows low efficiency of photocurrent generation (<1 %) when immobilized on a conductive glass electrode (FTO). The first goal of this work was to investigate the reasons for such low efficiency using time-resolved absorption spectroscopy. It was shown that the main reason for the limited efficiency of photocurrent generation in this system is too slow electron transfer between PSI and electrolyte and between PSI and FTO substrate compared to the charge recombination rate in PSI. The second goal of this work was to increase the light absorption by PSI by using the surface plasmon resonance of silver nanoparticles (AgNPs) in electrodes composed of PSI and AgNPs deposited on a FTO plate. Studies of these electrodes using ultrafast transient absorption spectroscopy showed the existence of a si 'ficant interaction between PSI and A NPs.
Transport poza równowagą i korelacje Kondo w układach nanoskalowych
(2025) Manaparambil, Anand; Weymann, Ireneusz. Promotor
Układy kwantowych domieszek można projektować na poziomie nanoskali jako kropki kwantowe, nanodruty półprzewodnikowe, adatomy lub cząsteczki magnetyczne osadzone w złączach tunelowych lub na powierzchni metalicznej. Takie układy mogą wykazywać różne efekty kwantowe wynikające z silnego ograniczenia przestrzennego elektronów. Bardziej złożone zjawiska wielociałowe mogą pojawiać się, gdy domieszka zaczyna oddziaływać z otoczeniem układu. Efekt Kondo jest jednym z takich fascynujących zjawisk wielociałowych, wynikających z silnych oddziaływań elektronowych między domieszką a elektronami pasma przewodnictwa. Układy kwantowych domieszek skorelowanych poprzez efekt Kondo wykazują wiele charakterystycznych zachowań. Przede wszystkim pojawia się rezonans w gęstości stanów domieszki na poziomie Fermiego, tzw. rezonans Kondo-Abrikosov-Suhl, który może również pośredniczyć w transporcie przez domieszkę, co skutkuje charakterystycznym szczytem przewodnictwa przy zerowym napięciu w układach Kondo. Rezonans Kondo może również przejawiać się w właściwościach transportu termoelektrycznego, takich jak współczynnik Seebecka, gdy układ nie zachowuje symetrii elektron-dziura. Choć istnieje głębokie zrozumienie takich stanów skorelowanych w równowadze, opis korelacji Kondo poza równowagą stanowi otwarty problem w dziedzinie fizyki ciała stałego. Prace, które składają się na tę rozprawę doktorską, rzucają światło na różne słabo zbadane zagadnienia transportu kwantowego w obecności korelacji Kondona poza równowagą. Quantum impurity systems can be designed at the nanoscale as semiconductor quantum dots, nanowires, adatoms or magnetic molecules embedded in tunnel junctions, or on a metallic surface as in scanning tunneling microscopy settings. Such systems can exhibit various quantum effects originating from the strong confinement of electrons into lower dimensions. More complex many-body phenomena can emerge when the impurity starts to interact with the rest of the system. The Kondo effect is one such fascinating many-body phenomenon originating from the strong electronic interactions between the impurity and the conduction band electrons. Many characteristic behaviors are exhibited by Kondo-correlated quantum impurity systems. Primarily, a resonance peak in the density of states of the impurity at the Fermi level, the so-called Kondo-Abrikosov-Suhl resonance, emerges which can also mediate the transport through the impurity resulting in a characteristic zero-bias conductance peak in Kondo systems. The Kondo resonance can also manifest in the thermoelectric transport properties, such as the Seebeck coefficient, if the system is not particle-hole symmetric. While there is a great understanding of such correlated states at equilibrium, describing the Kondo correlations out of equilibrium had been an open problem in the field of condensed matter physics. The works that make up this doctoral dissertation shed light on various scarcely explored nonequilibrium regimes of quantum transport in the presence of Kondo correlations.
Opracowanie i zastosowanie mikroczujników fluorescencyjnych do nowej, bezznacznikowej metody detekcji wykorzystujacej zjawisko optycznego rezonansu Whispering Gallery Mode (WGM)
(2024) Olszyna, Mateusz; Jurga, Stefan. Promotor; Wiesner, Maciej. Promotor; Dähne, Lars. Promotor pomocniczy
Fluorescencyjne, idealnie kuliste mikrocząstki w których na skutek totalnego wewnętrznego odbicia fali świetlnej dochodzi do powstania specyficznych modów rezonansowych zwanych z ang. Whispering Gallery Modes (WGMs), mogą być stosowane jako następna generacja bezznacznikowych bioczujników label-free. Integracja czujników WGM z odpowiednim układem komórek mikroprzepływowych i wysokorozdzielczych komponentów optycznych pozwoliła na wielowymiarową detekcję w czasie rzeczywistym różnorodnych biomolekuł. Celem niniejszej pracy doktorskiej była synteza i charakterystyka fluorescencyjnych rezonatorów WGM o niskiej wartości współczynnika Q oraz ich wykorzystanie w detekcji label-free. Przebadano sześć kluczowych parametrów syntezy mikrocząstek WGM i ich wpływ na jakość sygnału i wydajność detekcji: rodzaj materiału rezonatora, typ polimeryzacji, rozmiar rezonatora, rodzaj i rozkład barwnika fluorescencyjnego oraz technika funkcjonalizacji powierzchnii. Praca zostala podzielona na sześć rozdziałów. W pierwszym rozdziale zatytułowanym General Introduction, przedstawiono ogólne wprowadzenie do optycznych metod detekcji label-free z szczególnym uwzglednieniem metody WGM i jej glównych zalet. Rozdzial drugi, Literature review, przedstawia konkurencyjne, optyczne metody detekcji label-free oraz ich wady i zalety w odniesieniu do metody WGM. W dalszej części zaprezentowane zostały teoretyczne podstawy dotyczace rezonansu WGM, krótki zarys historyczny oraz porównanie sensorow WGM o wysokiej i niskiej wartości współczynnika jakości Q. W ostatniej części rozdziału drugiego opisano metodę warstwowych pokryć polielektrolitami Layer-by-Layer (LbL) będącej glówna techniką wykorzystywaną do funkcjonalizacji powierzchnii sensorów WGM. W rozdziale trzecim zatytułowanym Materials and Methods, przedstawiono materiały użyte w badaniach jak rownież opisano sposób syntezy polielektrolitów znakowanych barwnikami fluorescyncyjnymi oraz biotyną. W dalszej części szczegółowo opisano sposób funkcjonalizacji sensorów WGM wykorzystując metodę LbL. W podrozdziale Methods przedstawiono krótki opis technik analitycznych wykorzystanych do badań. W rozdziale czwartym, Results and Discussion, przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań wraz z dyskusją. W pierwszym podrozdziale opisany został wpływ poszczególnych parametrów nowo-zsyntetyzowanych sensorów o niskim Q na jakość i czulość sygnału WGM. W szczególności zwrócono uwagę na oddziaływanie współczynnika załamania światła, chropowatość powierzchnii oraz średnicę rezonatora na formowanie się modów WGM. W podrozdziale drugim przedstawiono praktyczne użycie sensorów WGM o niskim Q w analizie adsorpcji polielektrolitów nakładanych metodą LbL, analizie niespecyficznego wiązania białka lizozymu, detekcji specyficznych oddziaływań biomolekuł na przykładzie systemu streptawidyna-biotyna jak rownież wykrywaniu zanieszczeń wody wywołanych rozpuszczalnikami organicznymi. Na zakończenie każdego podrozdziału przedstawiono podsumowywującą dyskusję. Rozdzial piąty, Conclusions, podsumowuje wyniki przeprowadzonych badań. W rozdziale szóstym, References, zawarto spis literaturowy. Na końcu pracy zamieszczony został mój krótki życiorys, lista publikacji oraz konferecji i sesji posterowych, w których brałem udział. Fluorescent spherical microcavities that confine the emission light in low-Q Whispering Gallery Modes (WGMs) resonance can be used as the next-generation of miniaturized label-free biosensors. Integration of WGM sensors with a suitable microfluidic cell array and highresolved optical components allowed to multiplexed detection of different biomolecules in real-time. The aim of this work was to develop and characterize fluorescent low-Q WGM resonators which were exploited in label-free bioanalysis. Six key aspects in the fabrication of low-Q WGM microparticles and their impact on the signal quality and sensing performance were studied: the resonator material type, the polymerization method, the resonator size, the fluorescent dye, the dye distribution and the surface functionalization. The investigation of different particle materials showed that the best spectra characterized by high intensity and narrow peaks bandwidth can be obtained for PS particles. The most crucial parameters of WGM microsensors determining the quality of resonance are found to be the refractive index and the surface roughness. The best-suited polymerization method to fabrication of polystyrene low-Q WGM sensors was seeded-growth polymerization because of high WGM performances, monodispersity, and easy control of particle size. Setting the acceptable upper limit of peak bandwidth to 0.1 nm, the minimal diameter of PS particles should be above 8.5 µm. Nevertheless, if the particles are bigger than 11.5 µm many additional weak peaks in the WGM spectra can be observed. A new type of WGM particle sensors were developed by assembling the fluorescent dye molecules outside of the particle on its surface. Nanometer thin layers of coumarin covalently linked to polyelectrolytes were assembled by the LbL technique on non-fluorescent PS particles yielding highly qualitative WGM sensors with narrow bandwidth, low background signal, and easy post-modification possibility. However, continuous measurement lead to a faster photobleaching of the dyes than for dyes immobilized inside the PS particles. The studies of sensing performance showed that the low-Q WGM system can be compared with other well-established label-free detection methodssuch as SPR or QCM and successfully used for the analysis of the binding and release kinetics of many molecules such as polymers, proteins or antibodies. 10 The obtained results suggest that fluorescent low-Q WGM particles have a great potential for their future application as small scale sensors for label-free, low-cost and multiplexed detection of (bio)molecules.
Percepcja długości pogłosu w salach o regulowanej akustyce
(2026) Błasiński, Łukasz; Kociński, Jędrzej. Promotor
Wprowadzenie - problem badawczy. Coraz większa świadomość słuchaczy oraz chęć zapewnienia jak najlepszej jakości doznań akustycznych widzom różnych wydarzeń kulturalnych, a także konieczność wykorzystania tych samych pomieszczeń do wydarzeń różnego rodzaju spowodowały powstanie różnych rozwiązań pozwalających na regulację parametrów akustycznych w salach koncertowych. Początkowo stosowano rozwiązania pasywne, wykorzystując różnego rodzaju tkaniny tłumiące skracające czas pogłosu, obecnie – w celu regulacji warunków akustycznych – wykorzystuje się skomplikowane systemy aktywne i zaawansowane algorytmy cyfrowego przetwarzania sygnałów. Mimo upływu ponad 100 lat od wprowadzenia czasu pogłosu jako pierwszego kwantyfikatora w akustyce wnętrz, wciąż nie ustalono jednoznacznej zależności pomiędzy parametrami obiektywnymi a subiektywną oceną długości pogłosu przez słuchaczy. Niektórzy autorzy wskazują na silne powiązania między subiektywną oceną a parametrami czasu pogłosu (RT, EDT), podczas gdy inni dowodzą, że wskaźniki te nie zawsze dobrze odzwierciedlają wrażenia słuchowe. W części prac podkreśla się rolę parametrów związanych z klarownością lub wczesnymi odbiciami, które mogą istotnie wpływać na odbiór pogłosu. Pojawiają się także badania, w których różni słuchacze odmiennie interpretują długość pogłosu dla tych samych warunków akustycznych. Cel. Niniejsza dysertacja poświęcona jest analizie wpływu systemów regulacji warunków akustycznych – zarówno pasywnych, jak i aktywnych – na właściwości pogłosowe pomieszczeń oraz percepcję właściwości akustycznych przez słuchaczy. Celem pracy było zidentyfikowanie zmian w charakterystykach pogłosowych wynikających z różnych rozwiązań technicznych oraz określenie ich znaczenia dla percepcji słuchowej. Pomiary w salach koncertowych i eksperymenty psychoakustyczne umożliwiły zarówno weryfikację skuteczności systemów wspomagania akustyki, jak i pogłębioną analizę percepcji pogłosowości. Analizie poddano zarówno obiekty wyposażone w elektroniczne systemy wspomagania akustyki, umożliwiające elastyczne kształtowanie warunków odsłuchowych, jak i sale wykorzystujące wyłącznie pasywne metody regulacji parametrów akustycznych. Takie podejście umożliwiło wszechstronną ocenę skuteczności poszczególnych rozwiązań i pozwoliło na porównanie ich wpływu na obiektywne i subiektywne aspekty akustyki pomieszczeń. Metodyka. W pracy przyjęto perspektywę trójwymiarową, obejmującą przegląd literatury przedmiotu, analizę obiektywnych pomiarów akustycznych oraz eksperymenty psychoakustyczne. Pierwszym celem było zidentyfikowanie zmian w charakterystykach pogłosowych wynikających z zastosowania różnych rozwiązań technicznych, a nadrzędnym określenie, na ile zmiany te mają znaczenie z punktu widzenia percepcji słuchowej odbiorców. Dzięki szczegółowym pomiarom wykonanym w rzeczywistych salach koncertowych możliwa była weryfikacja skuteczności działania systemów regulacji akustyki, natomiast przeprowadzone w warunkach kontrolowanych eksperymenty psychoakustyczne pozwoliły na dogłębną analizę percepcji pogłosowości oraz zrozumiałości mowy na podstawie rzeczywistych materiałów dźwiękowych. Część teoretyczna (A) stanowi przegląd zagadnień akustyki wnętrz, ze szczególnym uwzględnieniem sal koncertowych i obiektów wielofunkcyjnych. Omówiono rozwój dyscypliny, aktualne metody badawcze i pomiarowe oraz kluczowe parametry akustyczne w kontekście funkcji użytkowych. Przeanalizowano również literaturę przedmiotu, w tym najważniejsze badania dotyczące relacji między właściwościami fizycznymi a subiektywnym odbiorem przez słuchaczy. Część empiryczna (B) skupia się na analizie obiektywnych parametrów akustycznych wnętrz z aktywną i pasywną regulacją pogłosowości, bazując na szerokim materiale pomiarowym z sal koncertowych. Wyniki zestawiono z klasycznymi danymi referencyjnymi, co pozwoliło zidentyfikować typowe schematy działania poszczególnych systemów oraz stanowiło podstawę dalszych badań percepcyjnych. Część eksperymentalna (C) obejmuje weryfikację wpływu modyfikacji warunków akustycznych na percepcję pogłosowości i zrozumiałość mowy. W części tej opisano 11 przeprowadzonych eksperymentów badawczych, w których wykorzystano precyzyjnie przygotowany materiał dźwiękowy, pozwalający na manipulację wartościami wybranych parametrów akustycznych. Uczestnicy oceniali próbki odzwierciedlające warunki akustyczne rzeczywistych sal koncertowych, a zgromadzone dane zostały poddane szczegółowej analizie statystycznej. Analiza ta pozwoliła zidentyfikować zależności pomiędzy obiektywnymi, fizycznymi parametrami akustycznymi a subiektywnymi ocenami słuchaczy, co umożliwiło określenie percepcyjnej czułości na zmiany poszczególnych właściwości akustycznych. Wyniki. Rezultaty przeprowadzonych eksperymentów jednoznacznie wskazują, że percepcja długości pogłosu w salach z systemami RES znacząco różni się od percepcji w przestrzeniach bez regulacji lub z rozwiązaniami pasywnymi. Zarówno dobór parametrów najsilniej powiązanych z percepcją długości pogłosu, jak i ich znaczenie dla oceny subiektywnej, zależą od zastosowanego systemu regulacji oraz trybu pogłosu. W salach z RES obserwuje się większe znaczenie parametrów związanych z klarownością i zrozumiałością mowy oraz odmienność w kierunkach korelacji klasycznych wskaźników, takich jak EDT, w porównaniu z salami bez aktywnej regulacji. Wnioski. Identyfikacja parametrów najlepiej skorelowanych z percepcją długości pogłosu, takich jak RT20 oraz C80, pozwala na lepsze dostosowanie ustawień systemów aktywnych do oczekiwanych efektów akustycznych. Zwrócono jednak uwagę, że w niektórych scenariuszach pomiarowych istotny okazał się także parametr EDT, co wskazuje na potrzebę monitorowania zarówno parametrów związanych z fazą późną, jak i z wczesnym przebiegiem zaniku energii. Wyniki eksperymentów pokazały również, że niektóre ustawienia RES mogą prowadzić do spadku jednorodności akustycznej, co powinno być uwzględniane przy projektowaniu i strojeniu systemów. Wnioski płynące z pracy podkreślają praktyczne znaczenie zarówno obiektywnych parametrów akustycznych, jak i ich odbioru słuchowego w zastosowaniach inżynierskich i projektowych. Wyniki te stanowią kolejny krok w procesie naukowego poszukiwania relacji między parametrami pomiarowymi a subiektywną percepcją dźwięku w pomieszczeniach, która mimo wieloletnich badań wciąż pozostaje kluczowym wyzwaniem dla akustyków i projektantów. Ostateczną miarą jakości akustyki pozostaje bowiem odbiór subiektywny słuchacza, dla którego decydujące są indywidualne wrażenia towarzyszące przebywaniu w danym miejscu i odbiorowi prezentowanych utworów, niezależnie od wartości uzyskanych w pomiarach technicznych. Background: Growing listener awareness and the desire to provide the best possible acoustic experience for audiences at various cultural events, coupled with the need to use the same rooms for different types of events, have led to the development of solutions for adjusting concert hall acoustics. Initially, passive solutions employing various types of soundabsorbing fabric were used to reduce reverberation time. Nowadays, complex active systems and advanced digital signal processing algorithms are employed to regulate acoustic conditions. Despite more than 100 years having passed since reverberation time was introduced as the first quantifier in interior acoustics, a clear relationship has yet to be established between objective parameters and listeners' subjective assessment of reverberation length. While some authors emphasise the strong links between subjective assessment and reverberation time parameters (RT, EDT), others argue that these indicators do not always accurately reflect auditory impressions. Some studies emphasise the role of parameters related to clarity or early reflections, which can significantly affect perception of reverberation. Furthermore, there are studies in which different listeners interpret the same acoustic conditions differently in terms of reverberation time. Aim of the study: This dissertation analyses the impact of acoustic control systems (both passive and active) on the reverberation properties of rooms, and how these properties are perceived by listeners. The work aimed to identify changes in reverberation characteristics resulting from various technical solutions, and determine their significance for auditory perception. Measurements in concert halls and psychoacoustic experiments verified the effectiveness of acoustic support systems and enabled an in-depth analysis of reverberation perception. The analysis covered facilities with electronic acoustic support systems that enable flexible shaping of listening conditions, as well as halls that use passive methods of acoustic parameter control only. This approach allowed for a comprehensive evaluation of the effectiveness of the individual solutions and a comparison of their impact on objective and subjective aspects of room acoustics. Methodology: The study took a three-dimensional approach, incorporating a literature review, analysis of objective acoustic measurements and psychoacoustic experiments. The primary objective was to identify changes in reverberation characteristics resulting from various technical solutions. The overarching objective was to determine the significance of these changes from the perspective of audience auditory perception. Detailed measurements taken in real concert halls verified the effectiveness of acoustic control systems, and psychoacoustic experiments conducted under controlled conditions enabled an in-depth analysis of reverberation perception and speech intelligibility based on real sound materials. The theoretical section (A) provides an overview of interior acoustics, with a particular focus on concert halls and multifunctional facilities. It discusses the development of the discipline, current research and measurement methods, and key acoustic parameters in the context of functional use. The literature on the subject is analysed, including the most important studies on the relationship between physical properties and listeners' subjective perception. The empirical section (B) focuses on analysing the objective acoustic parameters of interiors with active and passive reverberation control, based on extensive measurement data from concert halls. These results were compared with classic reference data to identify typical operational patterns of individual systems, forming the basis for further perceptual research. Part C (the experimental section) verifies the impact of acoustic modifications on the perception of reverberation and speech intelligibility. It describes 11 research experiments that used precisely prepared sound material to allow the manipulation of selected acoustic parameters. Participants evaluated samples reflecting the acoustic conditions of real concert halls, and the collected data were subjected to detailed statistical analysis. This analysis revealed correlations between objective acoustic parameters and subjective listener evaluations, enabling the determination of perceptual sensitivity to changes in individual acoustic properties. Results: The results of the experiments clearly demonstrate that the perception of reverberation time differs significantly between rooms with and without RES systems, or with passive solutions. The parameters most strongly associated with the perception of reverberation time, and their significance for subjective assessment, depend on the control system and reverberation mode used. In rooms with RES, parameters related to speech clarity and intelligibility are more important, and the correlation directions of classic indicators such as EDT differ compared to rooms without active control. Conclusions: Identifying the parameters that best correlate with the perception of reverberation time, such as RT20 and C80, enables more precise adjustment of active system settings to achieve the desired acoustic effects. However, it was noted that, in some measurement scenarios, the EDT parameter was also significant, indicating the need to monitor both late- and early-phase energy decay parameters. The results of the experiments also showed that some RES settings can decrease acoustic homogeneity, a factor that must be considered when designing and tuning systems. The conclusions drawn from this study emphasise the practical importance of objective acoustic parameters and their auditory perception in engineering and design applications. These results represent another step in the scientific investigation of the relationship between measurement parameters and the subjective perception of sound in rooms. Despite many years of research, this remains a key challenge for acousticians and designers. Ultimately, the subjective perception of the listener remains the ultimate measure of acoustic quality, as their individual impressions and perception of the presented works in a given place are decisive, regardless of the values obtained in technical measurements.
Wyznaczenie właściwości fizycznych i dynamicznych planetoid zaobserwowanych przez misję Gaia
(2024) Dziadura, Karolina; Bartczak, Przemysław. Promotor; Oszkiewicz, Dagmara. Promotor pomocniczy
Niniejsza rozprawa doktorska poświęcona jest złożoności astrometrii planetoid, wyznaczaniu ich rozmiarów, gęstości, orbit oraz subtelnych niegrawitujących efektów orbitalnych. Głównym celem badania było określenie rozmiarów planetoid na podstawie danych z zakryć gwiazdowych oraz stworzenie efektywnej metody wykorzystania danych Gaia DR2 i DR3 do określenia efektu Jarkowskiego dla planetoid. Gaia nie tylko poprawia jakość naziemnej i satelitarnej astrometrii planetoid, wykorzystując swój precyzyjny katalog gwiazd do redukcji astrometrycznej, ale również dostarcza obszernych danych astrometrycznych samych planetoid. Dane te zostały włączone do obliczeń orbit wraz z danymi radarowymi z JPL Horizon oraz danymi naziemnymi i satelitarnymi z MPC. Ponadto, zweryfikowano i wykorzystano nowy, bardziej precyzyjny model ważenia astrometrii oraz zastosowano nowe metody weryfikacji do sprawdzania wyników. Badanie skupiło się również na stworzeniu bardziej złożonej metody wykorzystania danych z zakryć, w tym ich niepewności, do określenia rozmiarów planetoid. This doctoral thesis explores the complexity of asteroid astrometry, the process of orbit determination, and non-gravitational effects. The main objective of the research was to determine the asteroid sizes from the occultation data and create an efficient approach to utilize the Gaia DR2 and DR3 data for the determination of the Yarkovsky effect of asteroids Gaia not only enhances the quality of group-based and satellite asteroid astrometry by applying its precise stellar catalog for astrometry reduction but also provides a large number of asteroid astrometry data itself. These data were incorporated into the orbit computation along with radar data from the JPL Horizon and ground-based and satellite data from the MPC. Moreover, the research verified and used a new, more precise weighting scheme for astrometry and new verification methods to cross-check the results. The study also focused on the creation of a more complex approach to utilise the occultation data including its uncertainties for the determination of the asteroid sizes. Ultimately, the analysis of the Yarkovsky effect on asteroids allowed for the determination of their densities, providing crucial parameters for understanding the physical properties and evolution of these minor celestial bodies
Własności antybiotyku (ciprofloksacyny) uwięzionego w nanotubach węglowych. Właściwości antybakteryjne układu
(2025) Przybylska, Natalia; Śliwińska-Bartkowiak, Małgorzata. Promotor; Kościński, Mikołaj. Promotor pomocniczy
W pracy przedstawiono właściwości wodnego roztworu ciprofloksacyny zaadsorbowanego w jednościennych nanorurkach węglowych (SWCNTs) oraz w matrycach porowatych (SBA15 i MCM41). Zbadano wpływ rozmiaru nanorurek i ich struktury na oddziaływania z wodnym roztworem leku. Charakterystyka układu ciprofloksacyna – nanorurki węglowe pozwoliły na zbadanie ich wpływu na bakterie E. Coli. W małych porach o wymiarach nanometrów, ze względu na silny wpływ sił powierzchniowych i zmniejszoną wymiarowość układu, zachowanie układu jest inne niż w skali makroskopowej. Działanie ciprofloksacyny zaadsorbowanej w nanorurkach węglowych jest wydłużone, a zmniejszenie się adhezji bakterii powoduje zwiększenie działania antybakteryjnego. Antybiotyk zaadsorbowany w nanorurkach węglowych działa na większą ilość bakterii E. Coli, gdyż SWCNTs odrywają bakterie tworzące biofilmu umożliwiając skuteczniejsze działanie antybiotyku. W przypadku potraktowania bakterii nanorurkami z ciprofloksacyną proces destrukcji ścian komórkowych wydłuża się, a jednościenne nanorurki węglowe aglomerują się wokół mikrobów. This thesis presents the properties of an aqueous solution of ciprofloxacin adsorbed in single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and in porous matrices. (SBA15 i MCM41). The influence of the size of nanotubes and their structure on interactions with an aqueous solution of the drug was investigated. The characterization of the ciprofloxacin-carbon nanotube system allows for studying its effects on E. coli bacteria. In small nanometer-sized pores, due to the strong influence of surface forces and the reduced dimensionality of the system, the behavior of the system is different from the macroscopic scale. Ciprofloxacin adsorbed in carbon nanotubes has a longer-term effect, and the decreased bacterial adhesion leads to an increase in antibacterial activity. The antibiotic adsorbed in carbon nanotubes affects E. Coli, as SWCNTs detach biofilm-forming bacteria, allowing the antibiotic to kill bacteria more effectively. When microbes are treated with ciprofloxacin confined in nanotubes, the process of cell wall destruction is prolonged, and the single-walled carbon nanotubes agglomerate around the bacteria.
Spinowo-orbitalne efekty transportowe w dwuwymiarowym gazie elektronowym z wybranymi formami oddziaływań Rashby i Dresselhausa
(2025) Krzyżewska, Anna; Dyrdał, Anna. Promotor
Postęp w miniaturyzacji urządzeń elektronicznych wymaga głębszego zrozumienia zjawisk fizycznych zachodzących na poziomie mikroskopowym. Stąd badane są układy o niskiej wymiarowości, takie jak cienkie warstwy, traktowane jako struktury dwuwymiarowe (2D). Obiecującym obszarem w tej dziedzinie jest spintronika, której kluczowym zagadnieniem jest oddziaływanie typu spin-orbita, wpływające na zjawiska transportowe, takie jak efekty Halla czy polaryzacja spinowa. W pracy doktorskiej badano właściwości transportowe układów 2D z oddziaływaniem spinowo-orbitalnym typu Rashby i Dresselhausa, ze szczególnym uwzględnieniem ich form kubicznych. W tym celu wykorzystano metody teorii pola w fizyce ciała stałego, w szczególności formalizm funkcji Greena z podejściem diagramowym. Badany układ, dwuwymiarowy gaz elektronowy, jest wykorzystywany do modelowania heterostruktur półprzewodnikowych oraz interfejsów i powierzchni tlenków perowskitowych. W ramach rozprawy rozważana jest nierównowagowa polaryzacja spinowa wywołana polem elektrycznym, anomalny i spinowy efekt Halla, a także nieliniowe zjawiska transportowe, takie jak nieliniowy efekty Halla czy biliniowy magnetoopór. Analizowane są także efekty termoelektryczne: anomalny efekt Nernsta oraz polaryzacja spinowa wywołana gradientem temperatury. Technological advances in electronic miniaturization have driven the need for a deeper insight into microscopic physical phenomena. This has led to the study of low-dimensional systems, such as thin layers that can be considered two- dimensional structures. A promising field in this area is spintronics, whose one of the most promising concept is spin- orbit interaction. This interaction impacts transport phenomena such as the anomalous Hall effect, the spin Hall effect, and spin polarization. The dissertation investigates the transport properties of two- dimensional systems with Rashba and Dresselhaus types of spin-orbit interaction (SOI), focusing primarily on their cubic forms. Advanced field theory methods in solid-state physics, particularly Green's functions formalism with a diagrammatic approach, are utilized. The investigated system, a two-dimensional electron gas, is used to model semiconductor heterostructures and interfaces or surfaces of perovskite oxides. The dissertation examines non-equilibrium spin polarization induced by an external electric field, the anomalous and spin Hall effects, as well as nonlinear transport phenomena such as the nonlinear Hall effect and bilinear magnetoresistance. Thermoelectric effects, including the anomalous Nernst effect and thermally-induced spin polarization, are also investigated.
Układy samoorganizujące na bazie surfaktantów polimerycznych i formulacji lipidowych, charakterystyka oraz zastosowanie do tworzenia stabilnych kompleksów z kwasami nukleinowymi
(2024) Polańska, Żaneta; Kozak, Maciej. Promotor; Pietralik-Molińska, Zuzanna. Promotor pomocniczy
Terapia genowa to szczególna gałąź współczesnej medycyny, pozwalająca na leczenie chorób na poziomie genów, a kluczem do jej skuteczności jest opracowanie wydajnych i bezpiecznych nośników materiału genetycznego. Dobrym kandydatem na niewirusowy nośnik są kationowe surfaktanty trimeryczne, które ze względu na zwielokrotniony ładunek elektryczny i liczbę łańcuchów alkilowych, wykazują zdecydowanie lepsze właściwości od swoich monomerycznych odpowiedników. Potencjalną cytotoksyczność nośników na bazie surfaktantów trimerycznych można zredukować poprzez wprowadzenie do lipidów, które naturalnie występują w błonach biologicznych. Co więcej, dodatek lipidów może również poprawić wydajność transfekcji do komórek żywych. Głównym celem pracy było otrzymanie i charakterystyka systemów na bazie kationowych surfaktantów trimerycznych i formulacji lipidowych pod kątem ich potencjalnego zastosowania jako niewirusowych nośników do terapii genowej. W pracy badano układy na bazie surfaktantów trimerycznych (różniących się częścią polarną), formulacji lipidowych i DNA o różnej długości. Otrzymane wyniki potwierdziły potencjał aplikacyjny proponowanych systemów na bazie surfaktantów trimerycznych i formulacji lipidowych jako niewirusowych nośników, także pozwoliły wytypować najbardziej obiecujące układy do dalszych badań pod kątem ich zastosowania. Gene therapy is a novel form of modern medicine that allows the treatment of diseases at the gene level. The key to its effectiveness lies in the development of efficient and safe carriers of genetic material. A promising candidates for a non-viral carriers are cationic trimeric surfactants, which, due to their multiplied electric charge and the number of alkyl chains, exhibit far better properties than their monomeric counterparts. A potential cytotoxicity of carriers based on trimeric surfactants can be reduced by adding lipids, which naturally occur in biological membranes. Moreover, the addition of lipids can also improve the efficiency of transfection efficiency into living cells. The primary goal of this study was to obtain and characterize systems based on cationic trimeric surfactants and lipid formulations for their potential use as non-viral carriers in gene therapy. In this research, systems consisting of trimeric surfactants (differing in their polar parts), lipid formulations and DNA of various lengths were studied. The results confirmed the potential application of the proposed systems, based on trimeric surfactants and lipid formulations, as non-viral carriers. The study also identified the most promising systems for further investigation regarding their practical use.
Stan podstawowy skończonych układów spinowych opisywanych modelem Heisenberga w obecności oddziaływań konkurujących. Model kwantowy oraz granica klasyczna
(2024) Jaśniewicz-Pacer, Katarzyna; Florek, Wojciech. Promotor
Badanie modeli magnesów jednomolekułowych jest niezwykle istotne ze względu na ich możliwe w wielu obszarach: od spintroniki do nanomedycyna. Niniejsza rozprawa poświęcona jest analizie wpływu oddziaływań konkurujących na właściwości stanu podstawowego. W szczególności, weryfikowana jest możliwość wystąpienia stanu podstawowego charakterystycznego dla układu bez oddziaływań konkurujących w układach, w których takie oddziaływania są obecne. Szersza analiza obejmuje sporządzenie swoistego „diagramu fazowego” dla całego zakresu parametrów hamiltonianu. Praca dotyczy dwóch heterogenicznych układów: • centrowanych wielokątów o parzystej liczbie wierzchołków, w których występują naprzemienne sprzężenia najbliższych sąsiadów; • wielokątów (o liczbie wierzchołków podzielnej przez cztery) z alternującymi sprzężeniami drugich sąsiadów. W obu przypadkach badany jest kwantowy model Heisenberga oraz jego granica klasyczna, a jako punkt odniesienia rozpatrywany jest także odpowiedni model Isinga. Wszystkie modele są charakteryzowane przez dwie całki wymiany, α oraz β, dobrane w taki sposób, ze oddziaływania konkurujące występują, gdy α > 0 lub β > 0. Wspomniany wcześniej diagram fazowy jest zatem sporządzany w płaszczyźnie α β. Rozpatrywane układy oraz stosowane metody badania są krótko omówione w Rozd. 2. W kolejnych rozdziałach analizowane są poszczególne modele wskazane powyżej. We wszystkich przypadkach obserwujemy wystąpienie dobrze określonego zakresu parametrów, w którym występują oddziaływania konkurujące (α > 0 i/lub β > 0), a mimo to w przypadku modelu Isinga stan podstawowy jest niezdegenerowany, konfiguracja o najniższej energii w modelu klasycznym jest nadal kolinearna, a stan podstawowy modelu Heisenberga zachowuje spin całkowity oraz symetrie. Wykazano, ze podstawowe wartości krytyczne są ze sobą związane (tzn. te dla modelu Isinga są dwukrotnie wyższe niż w pozostałych modelach) i zależą od stosunku liczb spinowych w rozpatrywanym układzie. Powyżej wartości krytycznych większość układów zachowuje się w oczekiwany i niejako standardowy sposób: • W przypadku modelu Isinga obserwujemy znaczny wzrost degeneracji stanu podstawowego; • Układ kwantowy wykazuje ściśle określona sekwencje stanów podstawowych przy wzrastających wartościach parametru α > 0 i/lub β > 0; • W granicy klasycznej katy miedzy wektorami zmieniają się w sposób ciągły, dążąc do (ale nie osiągając) całkowicie antyferromagnetycznej konfiguracji. Wyjątek stanowi klasyczny układ spinów z alternującymi sprzężeniami drugich sąsiadów. W pewnym zakresie parametrów zmiana katów pomiędzy wektorami spinowymi odbywa się w sposób skokowy, a w pełni antyferromagnetyczna konfiguracja dwóch podukładów jest osiągana dla skończonych wartości parametrów α; β lezących powyżejhiperboli α β = c 2¦n, gdzie współrzędne (cn; cn) wierzchołka hiperboli rosną wraz ze zwiększaniem układu (wzrostem liczby n). We wszystkich przypadkach sporządzone zostały odpowiednio „diagramy fazowe”, których analiza pozwala na wskazanie krytycznych wartości parametrów. Pomimo tego, ze modele są bardzo uproszczone (całkowicie izotropowe, bez zewnętrznego pola magnetycznego itp.), to wyznaczenie tych wartości pozawala określić, czy parametry aktualnie badanego układu rzeczywistego magnesu jednomolekułowego) są blisko tych linii i punktów krytycznych. W takiej sytuacji niewielka zmiana parametrów układu (np. otrzymanych w procedurze dopasowania modelu do wyników eksperymentu) może powodować istotne zmiany w przewidywanych właściwościach układu. Wyniki otrzymane w trakcie realizacji rozprawy wskazują również kilka problemów, które wymagają dokładniejszej analizy wykraczającej poza zakres niniejszej rozprawy. W szczególności dotyczy to występowania niewielkich obszarów w diagramach fazowych, gdzie zachowanie się stanu podstawowego jest wyraźnie różne od przebiegu linii krytycznych dla relatywnie bliskich innych wartości parametrów. The study of single-molecule magnet models is extremely important due to their possible use in many areas: from spintronics to nanomedicine. This dissertation is devoted to the analysis of the influence of competing interactions on the properties of the ground state. In particular, the possibility of the occurrence of the ground state characteristic for a system without competing interactions in systems where such interactions are present is verified. A broader analysis includes the preparation of a specific “phase diagram” for the entire range of Hamiltonian parameters. The work concerns two heterogeneous systems: • centered polygons with an even number of vertices, in which there are alternating couplings of the nearest neighbors; • polygons (with the number of vertices divisible by four) with alternating couplings of the second neighbors. In both cases, the quantum Heisenberg model and its classical limit are studied, and the corresponding Ising model is also considered as a reference point. All models are characterized by two exchange integrals, α and β, chosen in such a way that competing interactions occur when α > 0 or β > 0. The previously mentioned phase diagram is therefore drawn in the α _ plane. The systems considered and the applied methods of investigation are briefly discussed in Chapter 2. In the following chapters, the individual models indicated above are analyzed. In all cases, we observe the occurrence of a well-defined range of parameters in which competing interactions occur (α > 0 and/or β > 0), and yet in the case of the Ising model the ground state is non-degenerate, the lowest energy configuration in the classical model is still collinear, and the ground state of the Heisenberg model preserves the total spin and symmetry. It has been shown that the fundamental critical values are related (i.e. those for the Ising model are twice as high as in the other models) and depend on the spin number ratio in the system under consideration. Above the critical values, most systems behave in an expected and in some measure standard way: • In the case of the Ising model, we observe a significant increase in the degeneracy of the ground state; • The quantum system exhibits a strictly defined sequence of ground states with increasing values of the parameter α > 0 and/or β > 0; • In the classical limit, the angles between the vectors change continuously, approaching (but not reaching) a completely antiferromagnetic configuration. The exception is the classical spin system with alternating second-neighbor couplings. In a certain range of parameters, the change of angles between spin vectors takes place in a stepwise manner, and a fully antiferromagnetic configuration of two subsystems is achieved for finite values of parameters α , β lying above the hyperbola α β = c 2¦n where the coordinates (cn; cn) of the hyperbola vertex increase with the increase in the system size (increase in the number n). In all cases, appropriate “phase diagrams” were prepared, the analysis of which allows to indicate the critical values of the parameters. Despite the fact that the models are very simplified (completely isotropic, without an external magnetic field, etc.), determining these values allows to determine whether the parameters of the currently studied system (a real single-molecule magnet) are close to these lines and critical points. In such a situation, a small change in the parameters of the system (e.g. obtained in the procedure of fitting the model to the experimental results) can cause significant changes in the predicted properties of the system. The results obtained during the dissertation also indicate several problems that require more detailed analysis beyond the scope of this dissertation. In particular, this concerns the occurrence of small areas in phase diagrams, where the behavior of the ground state is clearly different from the course of critical lines for relatively close other parameter values.
Krzywe fazowe planetoid przy użyciu gęstych naziemnych krzywych zmian blasku i danych z przeglądów nieba
(2024) Wilawer, Emil; Kryszczyńska, Agnieszka. Promotor; Oszkiewicz, Dagmara. Promotor pomocniczy
Streszczenie pracy w jęz. polskim (max 1400 znaków) Badanie planetoid jest kluczowe dla zrozumienia procesów formowania i ewolucji Układu Słonecznego oraz innych systemów planetarnych. Analiza krzywych fazowych pomaga określić właściwości takie jak rozmiar, albedo, cechy powierzchniowe oraz skład dla tych obiektów. Tradycyjne krzywe fazowe z gęstych obserwacji naziemnych są wysokiej jakości, ale kosztowne i czasochłonne, co ogranicza liczbę badanych planetoid (Oszkiewicz et al., 2021). Rzadkie dane z przeglądów nieba, takich jak Gaia i ATLAS, oferują obszerne pomiary fotometryczne, ale brakuje im rozdzielczości czasowej, aby teo typu dane były wystarczajace do skonstruowania dobrej jakości krzywych fazowych. W tej rozprawie opracowałem metodę łączącą gęste dane naziemne z rzadkimi danymi z przeglądów nieba w celu uzyskania wysokiej jakości krzywych fazowych (Wilawer et al., 2022; Wilawer et al., 2024).Gaia, mimo że nie jest dedykowana do obserwacji planetoid, dostarcza liczne pomiary fotometryczne dobrej jakości dla tysięcy obiektów. Korzystając z katalogu Gaia DR2 połączonego z gęstymi obserwacjami naziemnymi, określiłem okresy rotacji planetoid i stworzyłem złożone krzywe zmian blasku. Gęste dane naziemne pomogły określić kształt krzywych zmian blasku, a skalibrowane rzadkie dane z Gaia DR2 zostały poddane korekcie na amplitudę, co umożliwiło umieszczenie ich na odpowiednim miejscu na krzywej fazowej. Metoda ta umożliwiła określenie parametru nachylenia (3 krzywej fazowej dla kilkudziesięciu obiektów, pokazując poprawę w stosunku do wykorzystania tylko danych rzadkich oraz dając wyniki zgodne z literaturą. W kolejnym badaniu połączyłem dane naziemne z danymi z przeglądu nieba ATLAS, prowadzonego w dwóch szerokopasmowych filtrach. Dane z przeglądu ATLAS umożliwiły porównanie krzywych fazowych uzyskanych dla różnych długości fali. Za pomocą zmodyfikowanej metody inwersji (Muinonen et al., 2022) uzyskałem parametry Gi i G2 funkcji fotometrycznej H, Gl, G2dla kilkudziesięciu planetoid, a następnie porównałem je z albedo i typami taksonomicznymi z literatury. W wielu przypadkach, szczególnie planetoid typu S, znaleziono odrębne obszary dla Gi i G2 w obu filtrach. Zjawisko to zostało wytłumaczone w kontekście zależności kształtu krzywej fazowej od albedo i typu taksonomicznego. Większość wyników była zgodna ze znanymi typami taksonomicznymi, a w kilku przypadkach zidentyfikowałem bardziej prawdopodobne rozwiązania dla biegunów. Zaproponowałem też potencjalne klasyfikacje dla planetoid o nieznanym typie taksonomicznym. Występowanie zjawiska zależności kształtu krzywych fazowych od długości fali było najbardziej wyraźne dla planetoid typu S. W kontekście wykładniczo rosnącej ilości danych i nowych, większych przeglądów nieba, połączone wykorzystanie gęstych i rzadkich danych fotometrycznych poprawia dokładność parametrów krzywych fazowych. To podejście umożliwia dokładne określenie parametrów krzywych fazowych dla większej liczby obiektów oraz przewidywanie kompleksów taksonomicznych bez potrzeby wykonywania obserwacji spektroskopowych. Dodatkowo, stanowi cenne narzędzie do weryfikacji wyników modelowania planetoid. Streszczenie pracy w jęz. angielskim (max 1400 znaków) The study of asteroids is essential for understanding the formation and evolution of the Solar System and other planetary systems. Analysing magnitude phase curves helps determine properties like size, albedo, surface characteristics, and composition of the objects. Traditional phase curves from dense ground-based observations are high-quality but costly and time- consuming, limiting the number of asteroids studied (Oszkiewicz et al., 2021). Sparse data from sky surveys like Gaia and ATLAS offer extensive photometric measurements but lack the temporal resolution for good phase curves on their own. This dissertation develops approaches to combine dense ground-based data with sparse sky survey data to obtain high-quality magnitude phase curves (Wilawer et al., 2022; Wilawer et al., 2024). Gaia, though not dedicated to asteroid observation, provides numerous good-quality photometric measurements for thousands of objects. Using Gaia Data Release 2 and the combined dense ground-based data, 1 determined asteroid rotation periods and created composite lightcurves. Dense ground-based data refined the lightcurve shapes, and calibrated sparse GDR2 data were adjusted for amplitudę to define phase curve points. This method allowed for the determination of the slope parameter p of the phase curve for several dozen objects, showing improvements over using sparse data alone and yielding results consistent with the literature. In another study, 1 combined ground-based data with data from the two-filter ATLAS sky survey. The ATLAS data, taken in two broad filters, enabled the comparison of the wavelength dependency on the phase curve. Using a modified inversion method (Muinonen et al., 2022), 1 obtained the parameters Gi and G2 of the photometric function H, Gi, G2 for several dozen asteroids, comparing them with albedo and taxonomic types from the literature. In many cases, particularly for S-type asteroids, distinct domains of Gi and G2 were found for both filters. This was then explained in the context of phase curve shape dependence on albedo for different taxonomic types. Most of the results were consistent with known taxonomic types, and more probable pole solutions were identified in afew cases. Likely classifications were proposed for asteroids with unknown taxonomic types. The wavelength dependence, which refers to how the observed brightness of an asteroid varies with the wavelength of light, was most clearly observed for S-type asteroids. In the context of exponentially increasing data and new, larger sky surveys, the combined use of dense and sparse photometric data improves the accuracy of derived phase curve parameters. This approach enables the accurate determination of phase curve parameters for more objects and the prediction of taxonomic complexes without spectroscopic observations. Additionally, it serves as a valuable tool for verifying asteroid modelling results.
Wpływ stopnia niedosłuchu i warunków akustycznych na zrozumiałość mowy: walidacja polskiego testu matrix oraz analiza nowych narzędzi wspierających diagnostykę i ocenę percepcji słuchowej
(2025) Pastusiak, Anna Katarzyna; Kociński, Jędrzej. Promotor; Warzybok-Oetjen, Anna. Promotor pomocniczy
Rozprawa doktorska skupia się na badaniu procesów percepcji mowy w zróżnicowanych warunkach akustycznych, łącząc podstawy teoretyczne z podejściem eksperymentalnym. W pierwszej części pracy przedstawiono ewolucyjne i psychofizjologiczne mechanizmy związane z wytwarzaniem i percepcją mowy, jej fizyczne właściwości oraz szereg procesów poznawczych, w tym multimodalnych. Część eksperymentalna pracy zawiera serię autorskich badań przeprowadzonych z użyciem polskiego testu zdaniowego matrix, walidujących jego zastosowanie w pomiarze zrozumiałości mowy oraz wysiłku słuchowego. Wykazano, że test, po raz pierwszy tak szeroko zastosowany i opisany w niniejszej rozprawie, może znaleźć zastosowanie nie tylko w ocenie wpływu stopnia niedosłuchu na zrozumiałość mowy, ale również weryfikacji skuteczności metod jego kompensacji. W przytoczonych badaniach znaleźć można również zapis walidacji polskiej wersji skali ACALES służącej do oceny wysiłku słuchowego. Praca obejmuje także wyniki badań prowadzonych przez autorkę w ramach szerszych projektów badawczych. Mimo że eksperymenty wykorzystywały inny materiał językowy, osią łączącą pozostaje zrozumiałość mowy i ocena czynników mogących mieć nań wpływ. Fakt opisu wyników tych badań w rozprawie stanowi argument za tym, że ocena percepcji słuchowej, wykorzystująca sygnał mowy, może być stosowana nie tylko w diagnostyce osób z niedosłuchem czy dopasowywaniu aparatów słuchowych, ale również szerzej – w weryfikacji rozwiązań technicznych przetwarzających mowę w sposób celowy lub pośrednio, a także do oceny innych schorzeń, np. neurodegeneracyjnych. The dissertation focuses on the study of speech perception in diverse acoustic conditions, combining theoretical foundations with an experimental approach. The first part of the thesis presents evolutionary and psychophysiological mechanisms involved in speech production and perception, its physical properties, and a range of cognitive processes, includig multimodal ones. The experimental section includes a series of original studies conducted using the Polish matrix sentence test, validating its application in measuring speech intelligibility and listening effort. It has been demonstrated that the test, applied and described in this dissertation for the first time on such a broad scale, can be used not only to assess the impact of hearing loss on speech intelligibility but also to verify the effectiveness of compensation methods. The studies also include a validation of the Polish version of the ACALES scale, used to evaluate listening effort. The dissertation presents the results from broader projects conducted by the author. Although these experiments used different linguistic materials, the central theme remains speech intelligibility and the evaluation of factors influencing it. The inclusion of these findings supports the argument that auditory perception assessment, utilizing speech signals, can be applied not only in diagnosing hearing impairment or fitting hearing aids but also more broadly—in verifying technical solutions for speech processing, both direct and indirect, as well as in evaluating other conditions, such as neurodegenerative diseases.
Nieliniowe Efekty Magnetotransportowe w Izolatorach Topologicznych
(2025) Boboshko, Kateryna; Dyrdał, Anna. Promotor
Niniejsza rozprawa opisuje obecnie kluczowe dla spintroniki zjawiska transportowe, koncentrując się na biliniowym magnetooporze (MO) i planarnym efekcie Halla (PEH) w izolatorach topologicznych (IT). Na początku rozprawy wprowadzono podstawowe koncepcje dotyczące IT, w tym efekt przyszpilenia spin-pęd (ang. ‘spin-momentum locking’) oraz efekt Rashby. Następnie opisana została indukowana prądem polaryzacja spinowa oraz indukowane sprzężeniem spin-orbita efekty Halla. Rozdział 3 omawia różne typy MO i wprowadza do tematyki biliniowego MO, a więc efektu, w którym MO skaluje się liniowo z polami magnetycznym i elektrycznym. W rozdziale 4 omówiony jest PEH, który obserwujemy w obecności pola magnetycznego zorientowanego w płaszczyźnie układu, w przeciwieństwie do zwykłego efektu Halla, w którym pole magnetyczne zorientowane prostopadle do powierzchni układu. Następnie, stosując zaawansowane techniki teoretyczne, takie jak metoda funkcji Greena i diagramowy rachunek zaburzeń, wyjaśniono podstawowy fizyczny mechanizm biliniowego MO i nieliniowego PEH dla stanów powierzchnionych w trójwymiarowych IT. Rozprawa opiera się na sformułowaniu opisu teoretycznego dla obu zjawisk w przypadku, gdy w układzie znajdują się domieszki, które zawierają sprzężenie spin-orbita. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość wyznaczenia z danych pomiarowych pewnych parametrów charakteryzujących badany układ. This thesis is focused on transport phenomena that are currently important for spintronics. It focuses on the bilinear magnetoresistance (MR) and nonlinear planar Hall effect (PHE) in topological insulators (TIs). In the beginning, the fundamental concepts of TIs are introduced, including spin-momentum locking, spin-orbit coupling, and the Rashba effect. Next, the current-induced spin polarization and spin-orbit-driven Hall effects are introduced. Chapter 3 describes the general theory of MR and reviews various types of MR. Here, the bilinear MR, i.e., the MR effect that scales linearly with both external magnetic and electric fields, is introduced. Chapter 4 discusses PHE arising due to an in-plane magnetic field, unlike the ordinary Hall effect that arises in the presence of a magnetic field perpendicular to the plane of the system. Then, by employing advanced theoretical techniques based on Green’s functions and diagrammatic perturbation theory, the bilinear MR and nonlinear PHE in surface states of 3D TIs are described. The thesis also describes a new mechanism that leads to these phenomena and is related to scattering on spin-orbital impurities. The results obtained for the bilinear MR and nonlinear PHE indicate the possibility of determining material constants, such as the Fermi wave vector and spin-orbit coupling parameter, by simple magnetotransport measurements
Metody redukcji hałasu turbin wiatrowych ze szczególnym uwzględnieniem metod „miękkich”
(2026) Buszkiewicz, Maciej; Wicher, Andrzej. Promotor; Gołębiewski, Roman. Promotor
Rozprawa porusza zagadnienie dokuczliwości hałasu turbin wiatrowych (HTW) i metod jego redukcji przy pomocy, tzw. „miękkich metod redukcji” (MMR). Celem MMR jest zmiana percepcji hałasu i zmniejszenie dokuczliwości bez koniecznego obniżenia poziomu HTW w punkcie immisji. Zdefiniowano i przetestowano trzy hipotezy badawcze: (H1) HTW może być zamaskowany przez hałas drogowy (HD) oraz hałas drogowy składową wiatru (HD+W); (H2) dokuczliwość HTW można zmniejszyć poprzez zasłonięcie widoku turbiny wiatrowej; (H3) możliwość dokładnej oceny dokuczliwości jest możliwa w warunkach kontrolowanych, po wyeliminowaniu czynników pozaakustycznych. Przeprowadzone prace badawcze podzielono na 3 etapu powiązane z każdą z hipotez. W eksperymentach wykorzystywano bodźce akustyczne przygotowane z wykorzystaniem tzw. funkcji przejścia (na podstawie metodyki Nord2000), umożliwiając parametryzację odległości i spójne modelowanie propagacji. Prezentacje audiowizualne realizowano w środowisku VR. W celu eliminacji wpływu czynników pozaakustycznych wykorzystano metody oparte na wskaźnikach neurokognitywnych: badanie EEG, test SART, macierze MaRs-IB i kwestionariusz DASS. W Etapie I wyznaczono progi dyskryminacji dokuczliwości HTW na tle HD/HD+W. Średnie wartości SNR przy których badani przestawali różnicować dokuczliwość HTW były ujemne ( - 15 do - 8 dB), co wskazuje na ograniczoną skuteczność maskowania; obecność komponentu wiatru w maskerze nie zmieniała istotnie wyników. Oceny dokuczliwości wg skali ICBEN nie zależały istotnie ani od poziomu maskera, ani od obecności wiatru. W Etapie II w VR zbadano wpływ zasłonięcia turbiny drzewami oraz odległości turbiny od słuchacza (jako ekwiwalentu poziomu) na dokuczliwość. Zmiana odległości ujawniła istotny efekt (spadek ocen dokuczliwości wraz ze zmniejszaniem się poziomu źródła), natomiast stopień zasłonięcia turbiny okazał się być czynnikiem nie istotnym i nie wchodził w interakcję z odległością. Wynik sugeruje, że w zastosowanej konfiguracji czynnik akustyczny (poziom/odległość) dominował nad czynnikiem wizualnym. W Etapie III krótkotrwała ekspozycja na HTW, HD lub ciszę nie spowodowała istotnych zmian w wynikach testów neurokognitywnych. Wyniki testów były spójne z niskimi ocenami dokuczliwości wg skali ICBEN, co wspiera hipotezę H3, że precyzyjna ocena dokuczliwości jest możliwa po wyeliminowaniu czynników pozaakustycznych. Do wkładu metodycznego należą: (1) sposób konstruowania bodźców HTW/HD oparty na funkcjach przejścia (umożliwia kontrolę widma i poziomu przez parametr odległości), (2) implementacja i raportowanie progów dyskryminacji dokuczliwości w SNR, (3) integracja pomiarów EEG i testów kognitywnych z oceną dokuczliwości w kontrolowanych warunkach. Praca kończy się rekomendacjami dla dalszych badań (dłuższa ekspozycja, zaangażowanie do badań mieszkańców sąsiedztwa farm, większa zmienność warunków meteorologicznych, wyraźniejsze manipulacje wizualne). The dissertation addresses the issue of annoyance caused by wind turbine noise (HTW) and methods for its reduction using so-called “soft reduction methods” (MMR). The objective of MMR is to change the perception of noise and improve annoyance ratings without necessarily lowering the HTW level at the receiver (immission point). Three research hypotheses were defined and tested: (H1) HTW can be masked by road traffic noise (HD) and by road traffic noise with a wind component (HD+W); (H2) the annoyance of HTW can be reduced by occluding the visual view of the wind turbine; (H3) accurate assessment of annoyance is feasible under controlled conditions after eliminating non-acoustic factors. The research was divided into three stages aligned with these hypotheses. The experiments used acoustic stimuli prepared with transfer functions (based on the Nord2000 methodology), enabling distance parameterization and consistent propagation modelling. Audiovisual presentations were delivered in a VR environment. To minimize the influence of non-acoustic factors, methods based on neurocognitive indicators were used: EEG, the SART test, MaRs-IB matrices, and the DASS questionnaire. In Stage I, annoyance discrimination thresholds for HTW against HD/HD+W were determined. Mean SNR values at which participants no longer differentiated the annoyance of HTW were negative (approx. –15 to –8 dB), indicating limited masking effectiveness; the presence of a wind component in the masker did not materially affect the results. Annoyance ratings on the ICBEN scale did not depend significantly on the masker level or the presence of wind. In Stage II (VR), the effects of occluding the turbine with trees and turbine–listener distance (as a proxy for level) on annoyance were examined. Distance showed a significant effect (annoyance ratings decreased as the source level decreased), whereas the degree of turbine occlusion was not significant and did not interact with distance. This suggests that in the applied configuration the acoustic determinant (level/distance) dominated over the visual layer. In Stage III, short-term exposure to HTW, HD, or silence did not produce significant changes in neurocognitive test outcomes. The test results were consistent with low ICBEN annoyance ratings, which supports H3 that precise annoyance assessment is possible after eliminating non-acoustic factors. The methodological contributions include: (1) a transfer-function-based procedure for constructing HTW/HD stimuli (allowing control over spectrum and level via the distance parameter), (2) implementation and reporting of annoyance discrimination thresholds in SNR units, and (3) integration of EEG measurements and cognitive tests with annoyance assessment under controlled conditions. The dissertation ends with recommendations for further research (longer exposures, involvement of residents living near wind farms, greater variability of meteorological conditions, stronger visual manipulations).
Nowe metody kontroli fal spinowych z wykorzystaniem strukturyzacji i złożonej geometrii nanostruktur ferromagnetycznych
(2025) Gołębiewski, Mateusz; Krawczyk, Maciej. Promotor; Gruszecki, Paweł. Promotor pomocniczy
Rozprawa poświęcona jest badaniu możliwości kontrolowania fal spinowych w ferromagnetykach poprzez inżynierię struktur geometrycznych i ich wymiarowości. W oparciu o zaawansowane symulacje mikromagnetyczne (MuMax3, COMSOL Multiphysics, tetmag) omówiono wpływ różnych struktur – od jednowymiarowych macierzy nanodziur po trójwymiarowe sieci gyroidalne – na propagację, dyspersję i lokalizację fal spinowych. Po raz pierwszy teoretycznie zbadano efekt Talbota dla fal spinowych oraz wskazano jego potencjał w zastosowaniach magnonicznych. Wykazano, że precyzyjne kształtowanie geometrii umożliwia inżynierię pasmową, wzmacnianie efektów brzegowych i indukowanie powierzchniowych modów rezonansu ferromagnetycznego, przełączalnych zewnętrznym polem magnetycznym. Praca łączy teorię, modelowanie i współpracę eksperymentalną, prezentując nowe koncepcje projektowania nanostruktur o wysokiej funkcjonalności, mogących stanowić podstawę przyszłych urządzeń magnonicznych i spintronicznych o obniżonym zapotrzebowaniu energetycznym. This dissertation explores the control of spin waves in ferromagnetic materials through the engineering of geometric structures and their dimensionality. Utilizing advanced micromagnetic simulations (MuMax3, COMSOL Multiphysics, tetmag), it examines the influence of various architectures – from one-dimensional arrays of antidots to fully three-dimensional gyroid networks – on the propagation, dispersion, and localization of spin waves. The Talbot effect for spin waves is theoretically demonstrated for the first time, highlighting its potential in magnonic computing applications. The findings show that precise geometric design facilitates band structure engineering, enhances edge-related phenomena, and enables the induction of surface-localized ferromagnetic resonance modes that can be switched by an external magnetic field. Integrating theoretical analysis, numerical modeling, and experimental collaboration, the work presents innovative strategies for designing highly functional nanostructures that could underpin next-generation magnonic and spintronic devices with significantly reduced energy demands.
Ultrasound Study of Magnetig Pickering Emulsions
(2025) Jameel, Bassam; Józefczak, Arkadiusz. Promotor
Emulsje stanowią niestabilny z natury typ układów koloidalnych. Aby zapewnić im długotrwałą stabilność, konieczne jest zastosowanie dodatkowych materiałów zwanych emulgatorami. Do stabilizowania emulsji można wykorzystać zarówno substancje powierzchniowo-czynne (surfaktanty), jak i cząstki stałe. Emulsje stabilizowane przez cząstki stałe obecne na powierzchni kropel fazy rozproszonej nazywane są emulsjami Pickeringa. Jeśli cząstki stabilizujące taką emulsję posiadają własności magnetyczne, wówczas krople Pickeringa także uzyskują te własności, a cały układ staje się podatny na działanie zewnętrznych czynników, takich jak stałe pole magnetyczne. Stopień stabilizacji takich emulsji zależy od wielu parametrów, w tym rozmiaru, kształtu i zwilżalności cząstek, a także ich stężenia w układzie. Aby zapewnić stabilność emulsji Pickeringa konieczna jest zatem ścisła kontrola procesu jej otrzymywania. W ostatnich dekadach podejmowano liczne próby udoskonalenia procedury tworzenia emulsji w taki sposób, aby ograniczyć możliwość agregacji kropel, a także procesów sedymentacji i śmietankowania. Do tego celu wykorzystywano różne metody charakteryzowania emulsji Pickeringa, spośród których spektroskopia ultradźwiękowa pozwala na skuteczną analizę wewnętrznej struktury emulsji oraz zawiesin cząstek. Prace naukowe wchodzące w skład niniejszej rozprawy doktorskiej dotyczą dwóch głównych aspektów badań magnetycznych emulsji Pickeringa: opisu ich własności oraz możliwych zastosowań. Fale ultradźwiękowe zostały wykorzystane do zbadania zawiesin cząstek oraz emulsji Pickeringa, co pozwoliło na uzyskanie informacji na temat wielkości cząstek i kropel, a także stopnia ich agregacji w ośrodkach o wysokiej lepkości. Jest to istotne ze względu na nieliczne badania w takich ośrodkach. Do analizy danych, pochodzących ze spektroskopii ultradźwiękowej, wykorzystano teorię opisującą rozpraszanie fal ultradźwiękowych, opartą o tak zwany core-shell model. Uzyskano dzięki niej informacje na temat grubości powłoki wokół kropel Pickeringa, co jest trudne do osiągnięcia przy pomocy innych nieniszczących metod pomiarowych. Dodatkowo, do dalszego opisu własności cieczy magnetycznych oraz magnetycznych emulsji Pickeringa wykorzystano badania magnetoreologiczne. Wykazały one różnice we własnościach lepkosprężystych badanych emulsji, w zależności od sposobu ich wytworzenia. Wyniki pokryły się z rezultatami badań ultradźwiękowych. Kontrola parametrów emulsji Pickeringa, w szczególności wielkości kropel i grubości powłoki wokół nich, ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach przemysłowych i medycznych. Obliczenia numeryczne w połączeniu z symulacjami komputerowymi pozwoliły na kontrolę i optymalizację efektywności nagrzewania ultradźwiękowego w fantomach z emulsjami, ze względu na wielkość kropel oraz grubość powłoki wokół nich. Pokazano, że parametry te wpływają na tłumienie fal ultradźwiękowych, co skutkuje rożnym wzrostem temperatury i głębokością wnikania fal ultradźwiękowych. Za pomocą metody ultradźwiękowej zbadano także separację magnetyczną. Przy użyciu rotującego pola magnetycznego zaś scharakteryzowano efektywność nagrzewania magnetycznego w emulsjach Pickeringa. Niniejsza rozprawa doktorska składa się z sześciu rozdziałów. W rozdziale 1 zaprezentowano podstawowe informacje dotyczące wytwarzania i stabilności emulsji Pickeringa, a także metody opisu ich własności. Przybliżono także wykorzystaną w przedstawianych pracach naukowych teorię rozpraszania fal ultradźwiękowych w ośrodkach dwu- i trójfazowych. Rozdział 2 zawiera opis metod eksperymentalnych wykorzystanych w pracy badawczej, związanych z wytwarzaniem emulsji Pickeringa, pomiarami spektroskopii ultradźwiękowej, pomiarami magnetoreologicznymi oraz zastosowaniem rotującego pola magnetycznego do uzyskania efektu termicznego. Rozdział 3 zawiera zwięzłe podsumowanie prac naukowych wchodzących w skład rozprawy, w tym opis uzyskanych wyników oraz ich wzajemne powiązanie. W rozdziale 4 przedstawiono końcowe wnioski rozprawy doktorskiej, natomiast w rozdziale 5 zestawiono wykorzystaną literaturę. Najważniejszą częścią całej pracy jest rozdział 6, który zawiera zbiór powiązanych tematycznie prac naukowych. W rozdziale 7 przedstawiono oświadczenia współautorów dotyczące wkładu w proces przygotowania i publikacji tychże prac. Emulsions are inherently unstable systems that require emulsifiers to ensure their stability over time, and there are different types of emulsifiers, including surfactants and solid particles. Pickering emulsions refer to emulsion droplets stabilized by solid particles that gather at the interface between the droplets. Stabilization of emulsions with particles possessing magnetic properties leads to transfer of these properties to the Pickering droplets, making them sensitive to external factors. However, the stability of Pickering emulsions depends on several factors, including particle capacity, concentration, size, and shape. Therefore, controlling the formation process is necessary to ensure droplet stability. In recent decades, efforts have been made to improve the formation process to achieve better stability, with reduced possibilities of aggregation, creaming, or sedimentation. Several methods for monitoring and controlling the Pickering droplet formation process include microscopic imaging and analytical techniques, with ultrasonic spectroscopy emerging as a promising tool for investigating the internal structures of suspensions and emulsions. The publications that are part of this doctoral dissertation address two main aspects of research on magnetic Pickering emulsions: their characterization and possible applications. Ultrasonic waves are used to characterize oil-based suspensions and Pickering emulsions to provide valuable information on the internal structures, such as particle size and aggregation rate, especially in highly viscous media. The ultrasonic demister theory, based on the core–shell model, is used to analyze the measurement data from ultrasonic spectroscopy, and the results demonstrate the ability of ultrasonic waves to detect the particle sizes of shells around Pickering droplets, which is difficult to control using other non-destructive methods. Magnetorheological measurements are also used to characterize oil-based magnetic fluids and Pickering emulsions, revealing changes in the viscoelastic response of Pickering emulsions prepared by different methods. Moreover, the rheological results show good agreement with ultrasonic predictions. Control of the parameters of the prepared Pickering emulsions, especially the shell thickness and core radius, is of great importance in many industrial and medical applications. Computational approaches combined with numerical simulations thus provide the possibility to optimize ultrasonic heating using particle-coated droplets with different shell thicknesses and core radii and to control their ultrasonic heating. The results of computer simulations directly illustrate the changes in the temperature height and penetration depth inside agar phantoms doped with Pickering emulsions. Another potential application of the tested systems may be magnetic separation, successfully investigated using the ultrasonic method in different magnetic field gradients. When magnetic fields change over time, magnetic heating occurs, as shown in numerous reports on magnetic suspensions and Pickering magnetic emulsions. This doctoral dissertation consists of six chapters. Chapter 1 presents the basic concepts of Pickering emulsion formation and stability, together with aspects of ultrasonic demisting characterization and theory for two- and three-phase systems. Chapter 2 covers the experimental techniques used in my research related to Pickering emulsion formation methods, ultrasonic spectroscopy measurements, magnetorheological measurements, and magnetic field applications. Chapter 3 provides a concise summary of the papers that make up the dissertation, describing the final results achieved and their interrelationships. Chapter 4 presents the conclusion of the dissertation, while Chapter 5 contains references to the literature and Chapter 6 the papers that form the core of the dissertation. Contributions of co-authors are stated in Chapter 7.
Badanie i analiza wybranych aspektów sensoryczno-motorycznych u osób z dysleksją rozwojową
(2023) Brenk-Krakowska, Alicja; Naskręcki, Ryszard. Promotor; Jaśkowski, Piotr. Promotor; Rusiak, Patrycja. Promotor pomocniczy
Celem niniejszej pracy doktorskiej było zbadanie oraz analiza funkcji wzrokowych, w tym niestabilności obuocznej, u dorosłych z dysleksją rozwojową (DD), ponieważ wcześniejsze badania dotyczą głównie dzieci. Poza problemami z czytaniem i pisaniem, DD często towarzyszą zaburzenia motoryczne oraz deficyty wzrokowe, które mogą świadczyć o multimodalnej naturze tego zaburzenia. W badaniach niestabilność dysparacji fiksacji (FD) oceniano za pomocą testów z silnym oraz słabym centralnym bodźcem do fuzji. U osób z DD wykazano występowanie niestabilności obuocznej (od 40% do 45% częściej u osób z DD przy silnym bodźcu do fuzji), która charakteryzowała się niestabilnością FD oraz ograniczonymi rezerwami wergencji fuzyjnej. Niestabilność motoryczna występowała w trakcie testów ze słabym bodźcem do fuzji, a sensoryczna przy silnym. Wielkość pozostałych parametrów wzrokowych u osób z DD była podobna do tych osiąganych przez rówieśników bez trudności w czytaniu. Ponadto osoby z DD wykazywały osłabione zdolności motorycznego sekwencyjnego uczenia się niejawnego, bez względu na warunki obserwacji. Niestabilność obuoczna znacząco wpływała na czasy reakcji, powodując, że osoby z DD wolniej reagowały motorycznie w warunkach obuocznych aniżeli jednoocznych. Wyniki zawarte w tej pracy mogą mieć znaczenie zarówno dla osób zajmujących się DD od strony diagnostycznej oraz terapeutycznej. The purpose of this PhD dissertation was to assess and analyze the visual functions, including binocular instability, in adults with developmental dyslexia (DD) as almost all the previous studies were conducted on children. Apart from reading and writing problems, dyslexic are often affected by motor and visual deficits which may indicate the multimodal character of DD. Instability of fixation disparity (FD) has been evaluated using tests with both strong and weak central fusion lock. Subjects with DD showed binocular instability (40-45% more often, measured with strong fusion lock) characterized by unstable FD and limited fusional vergence reserves. Motor instability was observed during tests with a weak fusion lock and sensory instability with a strong fusion lock. The remaining visual parameters showed similar levels to those achieved by subjects without reading problems. Moreover, this research has shown that subjects with DD had poorer sequential implicit motor learning skills regardless of the testing conditions. Binocular instability significantly affected reaction times and therefore motor reactions of subjects with DD were significantly slower under binocular compare to monocular testing conditions . The results described in this work may be of significance both for practitioners involved in DD diagnostics and for therapy specialists.
Fotoluminescencyjne i elektrochemiczne (bio)czujniki na bazie porowatego krzemu i tlenku cynku do ciągłego wykrywania mykotoksyn i glukozy
(2023) Myndrul, Valerii; Iatsunskyi, Igor. Promotor; Bechelany, Mikhael. Promotor pomocniczy
W obliczu trwającego globalnego kryzysu zdrowotnego, który wymaga szybkiego i precyzyjnego wykrywania niebezpiecznych mikroorganizmów (bio)czujniki stały się niezastąpionymi narzędziami, które umożliwiają testy na dużą skalę poza laboratorium. Są one stosowane w wielu obszarach, takich jak sektor morski, rolnictwo, itp. W sektorze spożywczym (bio)czujniki wykorzystywane są do wykrywania patogenów żywności, tj. grzybów i ich toksycznych metabolitów (mikotoksyn), w celu wyeliminowania ich negatywnego wpływu na ludzi i zwierzęta. Cykl publikacji [Publikacje I-III] reprezentujący merytoryczne rozdziały niniejszej rozprawy doktorskiej poświęcony jest szybkiemu, bezznacznikowemu wykrywaniu mikotoksyn w czasie rzeczywistym za pomocą optycznych bioczujników. Warto również podkreślić ważną rolę, jaką (bio)czujniki odgrywają w medycynie, gdzie wykorzystywane są do monitorowania metabolizmu, profilu hormonalnego, itp. Obecnie podejmowane są wysiłki, aby bezpiecznie i w sposób ciągły wykrywać anality zawarte w nieinwazyjnych płynach ustrojowych, takich jak łzy lub pot. Wysiłki te wynikają z chęci ograniczenia potrzeby pobierania próbek w sposób inwazyjny (nakłuwanie opuszków palców w celu pomiaru poziomu cukru). W niniejszej rozprawie podjęto udaną próbę przetestowania rozciągliwego, mocowanego do skóry (bio)czujnika do monitorowania stężenia glukozy w pocie w czasie rzeczywistym.
Fotochromizm 3H-naftopiranów badany czasowo-rozdzielczą spektroskopią oscylacyjną i elektronową
(2022) Brazevič, Sabina; Burdziński, Gotard. Promotor
Zjawisko fotochromizmu polega na odwracalnej zmianie barwy związku chemicznego pod wpływem światła. Związki fotochromowe, do których należą naftopirany, są szeroko stosowane w soczewkach fotochromowych. Głównym celem rozprawy doktorskiej jest opis mechanizmu reakcji fotochromowej w 3H-naftopiranach metodami spektroskopii absorpcji w zakresie UV-vis i średniej podczerwieni. Badania właściwości fotofizycznych i fotochemicznych przeprowadzono dla różnych pochodnych 3H-naftopiranów. W reakcji fotochromowej 3H-naftopiranów na skutek naświetlania promieniowaniem UV powstają dwie formy barwne: transoid-cis (TC) i transoid-trans (TT), które zanikają w krótszej (TC) i dłuższej (TT) skali czasu odtwarzając bezbarwny naftopiran. Zbadano wpływ intensywności promieniowania UV oraz właściwości ośrodka (lepkość, polarność, roztwór względem matrycy polimerowej) na dynamikę i mechanizm reakcji fotochromowej. Uzyskane wyniki mogą zostać potencjalnie wykorzystane na etapie projektowania nowych pochodnych o optymalnych właściwościach fotochromowych (brak udziału długożyjącej formy TT, intensywność zabarwienia, krótki lub długi czas życia form barwnych).
Wyznaczanie dynamiki transferu i rekombinacji ładunku w fotoogniwach perowskitowych
(2022) Pydzińska-Białek, Katarzyna; Ziółek, Marcin. Promotor
Niniejsza rozprawa doktorska jest oparta na serii siedmiu oryginalnych publikacji naukowych skupionych na dynamice transportu ładunków w perowskitowych ogniwach słonecznych, które opublikowane zostały w następujących czasopismach: Chemistry of Materials, Applied Materials and Interfaces, Chemistry-A European Journal, The Journal of Physical Chemistry C, RSC Advances, Physical Chemistry Chemical Physics i Synthetic Metals. Głównymi celami prezentowanej rozprawy było: zbadanie dynamiki transportu elektronów oraz dziur w różnych mieszankach perowskitowych; zbadanie wpływu warunków, w których są przygotowane warstwy, na działanie ogniw słonecznych; zbadanie wpływu różnych materiałów selektywnie transportujących dziury lub elektrony na transport ładunku w ogniwie (włączając te w normalnej jak i odwróconej konfiguracji) oraz korelacja parametrów makroskopowych ogniwa perowskitowego z dynamiką ultraszybkich procesów. Zaprezentowane w niniejszej rozprawie doktorskiej badania przyczyniły się do zrozumienia transportu ładunków w perowskitowych ogniwach słonecznych oraz mogą pomóc w zrozumieniu i dalszym rozwoju nieemisyjnych źródeł energii elektrycznej.

Browse

Recent Submissions