Działalność Politechniki Łódzkiej i jej silny potencjał naukowy w postaci
gotowych rozwiązań technologicznych zaowocował propozycjami zgłaszanymi
na corocznych Targach Technologicznych w Łodzi. Krótka historia
Targów wiąże się nierozerwalnie z tą uczelnią

Artur Wolski

Nie poddawaj się Walcz jak równy z równym To nic że przegrasz Smak zwycięstwa może być tak gorzki jak smak porażki Walcz...

Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ

Tyle poeta Jan Stępień. Tylko kilkanaście słów, ale jaka potęga zawartej w nich myśli, jaka energia i eksplozja pozytywnego działania. Odwiedzając różne placówki naukowo-badawcze w kraju udaje mi się czasami dotrzeć do takich, gdzie mieszka walczący "duch poety" i obecne tam grono, nawet niewielkie, "Stowarzyszenia Umarłych Poetów", które emanuje swoim blaskiem na pozostałą kadrę, dając tym samym pożądany efekt wzmocnienia. A wtedy myśl i zapał drąży nawet najbardziej oporną materię aż do upragnionego skutku - zwycięstwa.

LASEROWY BIOSTYMULATOR

Tak było i tym razem w Politechnice Łódzkiej, ośrodku akademickim istniejącym na mapie nauki polskiej przeszło pięćdziesiąt lat. Ogromne wrażenie zrobił na mnie Ośrodek Laserowy. Jest to nie tylko nowoczesne laboratorium wyposażone w najnowszej generacji sprzęt, ale także jednostka diagnostyczna i terapeutyczna dla mieszkańców Łodzi i jej okolic. Dr Leszek Wolf z dumą pokazywał mi gabinety, do których światłowodami doprowadzono "światło" z pomieszczenia laserowego. To dzięki nim możliwe jest m.in. odbarwianie znamion naczyniowych płaskich, szczególnie w obrębie twarzy. Do tej pory schorzenie to kwalifikowano do leczenia chirurgicznego. Niestety, ujemnym skutkiem było pozostawianie na widocznych częściach ciała znacznych blizn, które szpeciły, dyskwalifikując skuteczność tej metody. Do tych operacji stosuje się obecnie laser argonowy dużej mocy (ok. 6 watów na wyjściu ze światłowodu), ewentualnie laser barwnikowy (o mocy 3 watów). Centrum Diagnostyki i Terapii Laserowej stosuje także lasery biostymulujące do gojenia trudnych ran, a w szczególności - przewlekłych owrzodzeń troficznych podudzi.

Można je także zastosować do gojenia tzw. trudnogojących się złamań, ponieważ biostymulacja laserowa pozwala na leczenie nie tylko samych złamań, ale również i ich powikłań, w postaci np. stawów rzekomych. Takie powikłania po złamaniach leczyło się do tej pory jedynie chirurgicznie. Lasery znalazły także ogromne zastosowanie w stomatologii. Leczy się nimi schorzenia błon śluzowych, wszelkie wypełnienia utwardza się już nie lampą a właśnie laserem. Nie zabrakło zastosowań w chirurgii szczękowej, przy stanach zwyrodnieniowych stawów. Wiele dolegliwości reumatycznych usuwa się dzięki takiej terapii, zastępując np. stosowaną dotąd bardzo drogą terapię złotem.

Centrum, wspólnie z Instytutem Pediatrii w Łodzi, leczy dużą populację dzieci stosując właśnie laser. Ostatnie badania wykazały dużą skuteczność terapii laserowej w osteoporozie u osób starszych, a także w usuwaniu starych blizn pooperacyjnych. Centrum włączyło się w program niesienia pomocy "bez barier". Odpowiednio przystosowane do tego podesty i najazdy dla wózków inwalidzkich, jak również windy, umożliwiają poruszanie się osobom niepełnosprawnym po całym terenie. Ogromny program dotyczy także leczenia laserem nowotworów i chorób skóry. Taką terapię stosuje się już w Niemczech, USA, Kanadzie i Japonii. Teraz czas na Polskę, którą reprezentować będzie łódzkie Centrum.

LEWITUJĄCY WAŁ

Ale to nie koniec sukcesów tej uczelni. Kolejnym instytutem, który miałem okazję odwiedzić, był Instytut Maszyn Przepływowych. Tu prof. Jan Krysiński pokazał mi w Laboratorium Łożysk Gazowych i Magnetycznych prototyp zupełnie nowej stukilowatowej sprężarki przepływowej. Maszyna osiąga błyskawicznie obroty rzędu 30 tys. na minutę, nie powodując dużego hałasu ani drgań. Taki efekt otrzymano dzięki zastosowanym właśnie łożyskom gazowym i magnetycznym. Maszyna spełniła wymogi tzw. czystego czynnika roboczego, oczekiwanego i pożądanego w nowej generacji urządzeń. Nie ma już oleju, całego systemu smarnego. Zastępuje go po prostu zwykłe powietrze.

Jeżeli jednak obciążenia maszyny są zbyt duże, można powietrze zastąpić czymś innym. Rolę tę spełniają wtedy łożyska magnetyczne. Lewitacja wału urządzenia opiera się nie na siłach aerodynamicznych, lecz magnetycznych, sterowanych przez układ automatyki i elektroniki. Wał, czyli jedna z głównych części obrabiarki, "lewituje" jak przy zabiegu hipnotycznym, utrzymywany przez zespół odpowiednio dobranych magnesów. Największe kłopoty są z pokonaniem sił grawitacyjnych, które powodują, że wał ma ciągle ochotę spaść. Wymagana jest ciągła kontrola, by do tego nie doszło. Urządzenia zaopatrzone w łożyska magnetyczne miały na początku swojego laboratoryjnego życia tendencję do hałasowania na tzw. "wysokich tonach". Ten problem udało się jednak pokonać i jest możliwość przesunięcia hałasu w kierunku ultradźwięku, wówczas maszyna staje się zupełnie niema.

Rodzi się pytanie, czy tego typu rozwiązania to tylko fantazja naukowców i ozdoba laboratoriów? Otóż nie. Są one wykorzystywane w medycynie i wszędzie tam, gdzie normalnie nie można zastosować łożysk toczonych i olejowych, np. w maszynach przetłaczających chemicznie czynny gaz, jak chlorowodór. Tu normalne standardowe rozwiązania zawodzą, bo gaz ten jest nieprzyjazny instalacjom maszyny, doprowadzając w efekcie do jej rozszczelnienia. Wymyślono i wdrożono rozwiązanie, gdzie środkiem smarnym jest właśnie chlorowodór. Niemożliwe stało się możliwe, a nawet pożyteczne.

Dwa w jednym

Innym rozwiązaniem technicznym, które robi Politechnice Łódzkiej światową reklamę, jest umiejętność wytwarzania powłoki węglikowej na stalach szybkotnących. Pomysł został opatentowany i jest własnością polskiej myśli technologicznej.

Do tej pory utwardzało się materiały etapami. Kolejno - sam materiał, z którego zbudowane było urządzenie, a dopiero później jego powierzchnię. Dopiero złożone w całość oba te etapy dawały gwarancję twardości materiału. Naukowcy z Politechniki opracowali metodę, którą moglibyśmy określić jako dwa w jednym. W procesie wygrzewania dyfuzyjnego nakłada się powłokę węglikową jednocześnie na powierzchnię urządzenia i na jego część rdzeniową. Zapewnia to otrzymanie całkowicie supertwardego materiału. Warto zadać pytanie, z czego powstaje ta doskonała powłoka utwardzająca? Otóż jest to cała grupa metali przejściowych, należących do grupy 4B i 5B układu okresowego, a więc sześć pierwiastków: tytan, cyrkon, hafn oraz wanad, niob i tantal. Jedynym ograniczeniem metody jest kształt pokrywanego przedmiotu. Musi on być prosty, pozbawiony załamań i nie mieć żadnych większych ostrych zmian w przekrojach.

Duże zapotrzebowanie na supertwarde materiały zgłasza medycyna, a głównie ortopedia. Endoprotezy wszczepiane do organizmu muszą spełniać najwyższe wymogi niezawodności materiału, a więc i twardości, odporności na ścieranie, a także biozgodności, by nie zostały odrzucone przez tkankę. Aby spełnić te wymogi, opracowano specjalne urządzenie, w którym poddaje się materiał niezwykłym torturom, zanim trafi on do organizmu. Maszyna ta nazywa się urządzeniem do wytwarzania nanokrystalicznego diamentu. Taka dziewicza endoproteza, czy np. gwóźdź ortopedyczny przed procesem utwardzania, są najpierw dokładnie odtłuszczane. Potem trafiają do urządzenia, gdzie spoczywają na specjalnej elektrodzie. Kolejnym etapem jest wytworzenie próżni, a następnie podaje się gaz - metan - pod odpowiednim ciśnieniem. Włącza się generator wielkich częstotliwości, który jest źródłem energii. Ona to wzbudza plazmę. W plazmie wielkich częstotliwości zachodzi rozpad metanu i węgiel zawarty w gazie osadza się na detalach, które pokrywamy i otrzymujemy warstwy monokrystalicznego diamentu.

SMAROWANIE WODĄ

Wyjątkowo oryginalnymi rozwiązaniami może poszczycić się Instytut Polimerów. Tu zwraca się uwagę na powiązanie badań podstawowych z procesami o charakterze technologicznym. Wszystkie nowe rozwiązania przekuwane są natychmiast na praktyczne zastosowania. Z dawnych i sprawdzonych pomysłów Ludomir Ślusarski przypomniał wyróżnione nagrodą państwową technologie otrzymywania gumy porowatej, używanej masowo do produkcji spodów obuwia. Przez kilka dobrych lat cała Polska korzystała z tego rozwiązania. Wyroby Instytutu "uszczelniły" rurociąg Łódź-Pilica. Od 30 lat działa on bezawaryjnie, a jeszcze na 20 lat ma gwarancję skuteczności pracy.

Z nowych rozwiązań warto wspomnieć o pomyśle nowych łożysk do agregatów pompowych. Łożyska wypełnione są gumą a pracują w szczególnie trudnych warunkach: w gorącej wodzie o temperaturze powyżej 50 st. Celsjusza. Do tego dochodzi sprawa zanieczyszczenia drobinami piasku. Pamiętajmy, że tego typu agregaty pracują pod ziemią, np. w kopalniach, na głębokości ok. 200 metrów. Wyjmowanie urządzenia do uzupełnienia oleju smarnego byłoby bardzo kosztowne, więc konieczne stało się opracowanie metody zastępczej. Naukowcy zaproponowali rzecz wydawałoby się niemożliwą, a mianowicie smarowanie łożysk gorącą wodą.

Instytut prowadzi także badania specjalistyczne gumy. We współpracy z zakładami uszczelnień w Łodzi opracowano nowe rodzaje tego materiału, odporne na chlor-chlorowodór, różne rozpuszczalniki i inne substancje żrące. Ten nowy rodzaj gumy dobrze znosi także wysokie temperatury, nawet powyżej 200 st. C.

INTELIGENTNY CHIP

Doskonałym wyposażeniem może także pochwalić się Katedra Technik Informacyjnych. Andrzej Napieralski z dumą prezentuje skomplikowany zestaw obejmujący komputerowy system podczerwieni. Jest on wykorzystywany do analizy obrazów technicznych. Podobne rozwiązania są już dostępne na rynku, ale Politechnika uzupełniła je jeszcze o specjalną kartę umożliwiającą zapamiętanie powstałego obrazu. Czynność ta daje szansę analizy sytuacji i podjęcia odpowiednich działań. Aplikacja tego rozwiązania dotyczy wojska, głównie rozeznania sytuacji na polu walki. Jest też i pokojowe wykorzystanie - do sprawdzania skuteczności zastosowanych izolacji w budynkach. Można też na bieżąco kontrolować linie energetyczne: czy gdzieś "na trasie" nie nastąpiło uszkodzenie objawiające się nadmiernym przegrzaniem.

Katedra wykorzystuje swój potencjał intelektualny do opracowania specjalnego systemu diagnostycznego dla służby zdrowia. Wspólnie z dziesięcioma zagranicznymi partnerami stworzono zintegrowany mikrosystem w krzemie, w skład którego wchodzi superczuły komputer, czujniki chemiczne i biologiczne. To właśnie one będą określały stan pacjenta i wskazywały, co niedobrego dzieje się w organizmie. To daje lekarzowi szansę na natychmiastowe działanie terapeutyczne. Skonstruowano już taki zestaw dla chorych na cukrzycę. Miniaturowy multi-chip, w postaci wielowarstwowej płytki, będzie wszczepiany do tętnicy i zacznie za pacjenta podejmować decyzje o ilości i jakości podawanej insuliny.

BAKTERYJNA PRZĄDKA

Aplikacje medyczne ma także Instytut Biochemii Technicznej. Tu wykorzystano do pracy specjalny szczep bakterii octowych. W normalnych warunkach nie cieszą się one dobrą sławą. Powodują kwaśnienie wina czy piwa. Okazuje się jednak, że mogą w odpowiednich warunkach (plus 30 st. C) "prząść" czystą celulozę, dającą w efekcie płaty błon przypominające galaretkę. Taki materiał jest punktem wyjścia do produkcji opatrunków hydrożelowych. Odpowiednio uformowane, np. w rurki, błony celulozowe służą do otrzymywania sztucznych, zastępczych naczyń, po prostu protez naczyniowych.

Działalność Politechniki Łódzkiej i jej silny potencjał naukowy w postaci gotowych rozwiązań technologicznych zaowocował propozycjami zgłaszanymi na corocznych Targach Technologicznych w Łodzi. Krótka historia Targów wiąże się nierozerwalnie z tą uczelnią.

Artur Wolski, dziennikarz I Programu PR, jest autorem audycji "Mapa Nauki Polskiej", sponsorowanej przez KBN.

Uwagi.