english RAJESH PINNAVASAL VENUKRISHNAN, BASKAR NEELAKANDAN, VINOTH KUMAR SELVARAJ
Rezumat
The presented research work explores the fabrication and parametric optimization of β- Tri-Calcium Phosphate (β-TCP) composites reinforced with Zinc Oxide (ZnO) powder, which make them suitable for biomedical applications. TCP is widely recognized for its biocompatibility and bioresorbability, while ZnO offers strong bacterial inhibition and enhanced mechanical strength. The composite is fabricated using a compaction-sintering process, known as Powder Metallurgy technique followed by investigation of physical and mechanical attributes of the as-formed composite specimens. The process parameters viz., particle size of the constituents, volumetric percentage of TCP content and sintering temperature are optimized and the best possible specimen is selected among various combinations using a combinatorial statistical technique namely Historical Data incorporated Additive Ratio Assessment (HD-ARAS). The results demonstrate the performance of β-TCP-ZnO composites with significant enhancement in Particle Density, Microhardness and Compressive Strength. The starting particles and best ranked composite specimen is further subjected to microstructure study using Scanning Electron Microscope (SEM) to validate the results. This research supports the potential candidature of TCP-ZnO composites as viable materials in bone repair and regeneration.
Cuvinte cheie
tri-calcium phosphate, zinc oxide, mechanical strength, powder metallurgy, bone repair
RĂDUCU-MIHAI GEANTĂU, ANCUȚA ROTARU, TRAIAN-DĂNUȚ BABOR, MARIA TUNKIEWICZ, JOANNA MISIEWICZ, PIOTR KOSIŃSKI
Rezumat
Porozimetria prin intruzie cu mercur (MIP), utilizată în cadrul prezentului studiu, nu a fost folosită ca dovadă independentă a blocării porilor, ci ca metodă microstructurală complementară, interpretată în relație cu capilaritatea și comportamentul hidrofob la nivelul suprafeței al probelor de cărămidă hidrofobizate, cu scopul de a contextualiza modificările transportului apei în fază lichidă după tratamentul biomimetic PDMS–Si. Studiul a evaluat un amestec de nanoparticule de silice și polidimetilsiloxan (Si-PDMS). Aplicarea pe cărămizi istorice de tip gotic și pe cărămizi de fundație din argilă arsă fabricate industrial s-a realizat prin pensulare, iar omogenizarea a fost efectuată prin agitare mecanică la 50 Hz; în intervalul de preparare și aplicare nu s-au observat sedimentare vizibilă, separare de faze a materialelor utilizate sau aglomerare. Tratamentul a fost aplicat prin pensulare pe suprafețele expuse ale probelor. Această poziționare metodologică este esențială deoarece MIP reflectă în principal cele mai mici constricții accesibile din rețeaua poroasă și este influențată de efectele de tip „ink-bottle” în ceea ce privește distribuția porilor de la suprafață. Rezultatele au arătat că cărămizile istorice testate au prezentat o porozitate deschisă mai ridicată și o distribuție mai largă a diametrelor gâturilor porilor decât cărămizile moderne, confirmând susceptibilitatea lor mai mare la absorbția capilară și capacitatea lor mai ridicată de penetrare a tratamentului. Prin contrast, cărămizile moderne mai dense care au fost testate au prezentat o porozitate inițială mai redusă și modificări mai limitate după tratament. Rezultatele MIP au indicat că formularea cu 2% Si a produs cea mai clară rafinare a porozității accesibile, reducând porozitatea totală de la 42,842% la 35,111% pentru cărămizile gotice și de la 28,861% la 25,236% pentru cărămizile fabricate industrial. În schimb, formularea cu 5% Si a arătat o revenire parțială a parametrilor legați de porozitate, sugerând randamente descrescătoare la încărcări mai mari de solid. Astfel, MIP a servit drept instrument contextual și bazat pe plauzibilitate, ajutând la explicarea motivului pentru care reducerile vulnerabilității capilare au fost mai pronunțate în cazul materialelor istorice mai poroase, fără a implica faptul că hidrofobizarea a acționat prin etanșarea substratului. Prin urmare, analiza porozității susține concluzia că tratamentul biomimetic PDMS–Si modifică umectarea interfațială și alterează parțial căile accesibile de transport din zona apropiată suprafeței, cu implicații pentru reducerea pătrunderii apei lichide, a riscului de cristalizare a sărurilor și a susceptibilității la ciclurile îngheț–dezgheț. Studiul recunoaște în mod explicit limitările sale experimentale actuale. Deoarece nu au fost abordate toate dimensiunile potențiale ale cercetării, transmisia vaporilor de apă nu a fost măsurată și nu a fost realizată nicio campanie standardizată de durabilitate. S-a încercat testarea comportării la îngheț–dezgheț, însă rezultatele au fost neconcludente deoarece încercarea nu a fost efectuată conform unei metode standardizate, iar probele au fost deteriorate în timpul etapei de analiză. Rezistența mecanică rămâne, de asemenea, esențială pentru o comparație completă între studii. Interpretată în aceste limite metodologice, MIP oferă un cadru microstructural credibil pentru înțelegerea acțiunii protectoare a tratamentului Si-PDMS în aplicațiile de conservare a zidăriei.
Cuvinte cheie
Porozimetrie prin intruzie cu mercur, conectivitatea porilor, porozitate, cărămizi istorice, cărămizi moderne, nanoparticule de silice, PDMS, durabilitate, tratament fără solvenți
RĂDUCU-MIHAI GEANTĂU, ANCUȚA ROTARU, TRAIAN-DĂNUȚ BABOR, MARIA TUNKIEWICZ, JOANNA MISIEWICZ, PIOTR KOSIŃSKI
Rezumat
Studiul evaluează proprietățile hidrofobe ale tratamentului cu nanoparticule de silice–polidimetilsiloxan (Si–PDMS), dezvoltat pentru structuri și infrastructuri de zidărie din argilă arsă expuse la umiditate. Lucrarea a pornit de la o întrebare orientată spre conservare, dar aplicabilă și construcțiilor contemporane: cum poate fi redusă pătrunderea apei lichide fără a transforma un substrat poros într-un sistem etanș, impermeabil la vapori, și fără a afecta materialul sau aspectul acestuia. Strategia de formulare urmează o direcție biomimetică, în care nanoparticulele de silice generează rugozitate la nivelul stratului superficial, iar PDMS reduce energia de suprafață, transpunând un concept inspirat de efectul lotusului. Cărămizile istorice și cele industriale din argilă arsă au fost uscate până la masă constantă și tratate prin aplicare cu pensula. Dispersia a fost preparată fără solvent, omogenizată prin agitare mecanică la 50 Hz și a rămas vizual lipsită de sedimentare sau aglomerare pe durata intervalului de preparare și aplicare. Umezibilitatea a fost evaluată prin determinarea unghiului de contact static, absorbția globală de lichid prin imersie timp de 24 h și transportul capilar; fețele laterale au fost etanșate în timpul testului de capilaritate. Tratamentul a modificat suprafața dintr-una puternic hidrofilă (11,0°) într-una cu comportament hidrofob/superhidrofob (105,4–114,7°), a redus absorbția de apă după 24 h de la 6,70% la 5,56–5,97% și a scăzut coeficientul de capilaritate de la 0,0015446 la 0,0013109–0,0013657 g/cm²·s. Cel mai pronunțat efect de perlare la suprafață a fost obținut pentru amestecul Si-PDMS 2%, în timp ce cea mai mică absorbție la imersie și prin capilaritate a fost înregistrată pentru amestecul Si-PDMS 1%, ceea ce indică un compromis neliniar între controlul umezirii interfațiale și transportul în masă. Transmiterea vaporilor de apă și testele standardizate de durabilitate nu au făcut parte din prezentul articol; prin urmare, afirmațiile privind compatibilitatea rămân limitate la indicatorii de umezire și comportare higrică raportați aici.
Cuvinte cheie
Unghi de contact, umectabilitate, impregnare hidrofobă, absorbție de apă, absorbție capilară, acoperire biomimetică, nanoparticule de silice, PDMS, cărămidă arsă, zidărie de patrimoniu
DOBRE DANIEL-CĂTĂLIN, NEDELEA ALEXANDRU
Rezumat
Subcarpații Prahovei se întind între Valea Dâmboviței și Valea Teleajenului, reprezentând o mare unitate de relief subcarpatic, parte a Subcarpaților de Curbură. Această zonă este alcătuită dintr-o serie de masive și culmi deluroase, cu altitudini cuprinse între 300 și 850 de metri, alternând cu depresiuni subcarpatice. Această regiune intermediară între munți și câmpii se caracterizează prin complexitatea sa geografică și prin intensitatea procesului de urbanizare. Relațiile dintre relief și așezările umane sunt deosebit de evidente în peisajul geografic local. Ele pot fi observate atât la nivelul marilor forme de relief, cât și al formelor sculpturale mai mari sau mai mici, dar mai ales la nivelul văilor și interfluviilor. Expunerea așezărilor subcarpatice la diferite tipuri și grade de risc geomorfologic (și hidrologic) este o consecință a modului specific în care s-au format aceste relații, incluzând așezările de vale (pe terase, conuri aluviale și glacisuri) și cele de interfluviu. Toate aceste aspecte contribuie la originalitatea și varietatea Subcarpaților Prahovei, punând în legătură relieful cu caracteristicile sale morfografice și morfometrice, așezările umane, activitățile economice și utilizarea terenurilor, toate aflate într-o relație de interdependență și condiționare reciprocă.
Cuvinte cheie
geomorfologie aplicată, impact, susceptibilitate, alunecări de teren, Subcapații Prahovei