Pierwsza na PG obroniona praca doktorska w nowym systemie na WILiŚ | Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej

W Szkole Doktorskiej dr Mohammad Malikan kształcił się w dyscyplinie Inżynieria Lądowa i Transport. Do Polski przyjechał w listopadzie 2019 roku i od razu rozpoczął studia doktoranckie. Publiczna obrona jego rozprawy doktorskiej odbyła się 26 października 2022 r. Promotorem pracy doktorskiej jest prof. Viktor Eremeev. Recenzentami pracy byli: prof. dr inż. Janusz Badur z Instytutu Maszyn Przepływowych PAN, dr hab. inż. Katarzyna Kowalczyk-Gajewska, prof. PAN z Instytutu Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk oraz prof. Wojciech Sumelka z Politechniki Poznańskiej

– Do rozwoju naukowego wybrałem Polskę, ponieważ tutaj znalazłem promotora mojej przyszłej pracy, ale również czułem, że kultura tego kraju sprawi, że będzie mi się tutaj dobrze żyło i pracowało. Nie pomyliłem się – mówi dr Malikan.

Przedmiotem badań w rozprawie doktorskiej były małoskalowe struktury w mikro i nanomaszynach. Jest to kontynuacja tematu jego pracy magisterskiej, którą obronił  na Azad University of Mashhad w Iranie.

Tematyka badań 

Naukowiec swoją pracę doktorską poświęcił przeprowadzeniu nowych analiz mechanicznych konstrukcji cienkościennych w oparciu o modele nielokalne i przedstawieniu nowych ustaleń.

Obecnie coraz powszechniejsze staje się wykorzystanie struktur małoskalowych w mikro- i nanomaszynach. Najważniejsze zastosowania takich małych części to układy mikroelektromechaniczne (MEMS) oraz nanoelektromechaniczne (NEMS) jako siłowniki, czujniki i zbieracze energii. Na przykład nanosensory to urządzenia w nanoskali, które mierzą wielkości fizyczne i przekształcają je w sygnały, które można wykryć i przeanalizować. Odnośnie zastosowań mikro/nanoczujników w inżynierii lądowej można stwierdzić, że nanoczujniki można opracować i wykorzystać w budownictwie do monitorowania i  kontrolowania warunków środowiskowych oraz parametrów materiałów i konstrukcji. Na przykład nanoczujniki można wykorzystać do monitorowania korozji betonu i mikropęknięć. Inteligentny czujnik można również wykorzystać do monitorowania stanu konstrukcji mostów i innych konstrukcji. W związku z tym konieczne jest zrozumienie reakcji mechanicznej takich struktur w różnych sytuacjach środowiskowych i fizycznych.

Materiały nanostrukturalne mogą również stanowić wzmocnienie o wysokiej wytrzymałości dla zaawansowanych struktur kompozytowych. Zwykle, ponieważ głównymi elementami MEMS i NEMS są elementy cienkościenne, są one modelowane jako belki, płyty i powłoki. Zatem zachowanie mechaniczne tych elementów konstrukcyjnych w małych skalach jest przedmiotem poważnego zainteresowania mechaniki materiałów i konstrukcji. Powszechnie wiadomo, że modelowanie materiałowe materiałów w małych skalach wymaga odpowiedniego udoskonalenia modeli klasycznych. Na przykład należy prognozować niektóre skutki rozmiaru. Efekty te można opisać na podstawie nielokalnych modeli continuów, takich jak elastyczność gradientu naprężeń i odkształceń. Ponadto warto wspomnieć o różnych efektach sprzęgających, takich jak fleksoelektryczność i fleksomagnetyczność, które również są zależne od wielkości i obserwowane w nanoskali. Na przykład fleksoelektryczność jest ogólną właściwością wszystkich dielektryków i może dominować w małych skalach.

– W rzeczywistości istnieje wiele nieznanych zagadnień w dziedzinie mechaniki mikro/nanoelementów. Podjąłem się przedstawienia wszystkich analiz dotyczących mechaniki magnetosprężystych mikro/nanoskalowych struktur w podejściu nielokalnym. W szczególności przeprowadzałem analizę badania odpowiedzi piezomagnetyczno-fleksomagnetycznych mikro i nanoczujników w związku z wpływem różnych warunków wewnętrznych i zewnętrznych – tłumaczy naukowiec.

Plany na przyszłość

Dr Malikan pracuje obecnie na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska w Katedrze Wytrzymałości Materiałów pod kierownictwem prof. Magdaleny Ruckiej. Jego najbliższe plany naukowe dotyczą badań kompozytów w skali makro.

– Podczas studiów doktoranckich moje badania były bardziej teoretyczne, teraz czas to wcielić w życie - podkreśla. – Obecnie próbuję przełożyć mikro i nanocząstki w skali makro na tworzenie zaawansowanych kompozytów.