Obecnie, ponad 40% substancji leczniczych dostępnych na rynku charakteryzuje się trudną rozpuszczalnością w wodzie. Co więcej, szacuje się, że aż 90% nowo syntetyzowanych struktur o wysokim potencjale terapeutycznym zostaje odrzucanych z prac badawczo-rozwojowych z powodu wspomnianej niskiej rozpuszczalności. Z tych względów kierunki badawcze wielu zespołów, zarówno w jednostkach akademickich, jak i przemysłowych, skupiają się na poszukiwaniu rozwiązań mających na celu poprawę rozpuszczalności substancji leczniczych trudno rozpuszczalnych w wodzie.

Jedną ze znanych metod poprawy biodostępności materiału leczniczego poprzez zwiększenie jego rozpuszczalności jest amorfizacja. Ta bardzo obiecująca strategia rzuca jednak nowe wyzwanie badawcze. Niestety, cząsteczki amorficznych ciał stałych po pewnym czasie ulegają porządkowaniu przestrzennemu i początkowo korzystny układ nieuporządkowany wraca do niekorzystnej, z punktu widzenia rozpuszczalności, postaci krystalicznej. Dlatego nasze wysiłki badawcze koncentrowały się na opracowaniu stabilnych w formie amorficznej substancji leczniczych, które nie skrystalizują w wystarczająco długim czasie, aby można było je zastosować w przemyśle farmaceutycznym, a następnie w terapii. Nie mniej ważnym aspektem naszych badań było zrozumienie czynników i mechanizmów kontrolujących rekrystalizację amorficznych substancji leczniczych, opracowanie metod jej przewidywania oraz projektowanie najefektywniejszych sposobów prowadzących do stabilizacji amorficznych materiałów leczniczych (1–4).

Fot. Michał Łepecki W ramach projektu gruntownie przebadaliśmy stabilność fizyczną ponad trzydziestu substancji leczniczych. Tendencja do rekrystalizacji wszystkich tych materiałów została skorelowana z ich dynamiką molekularną (5). W przypadku substancji leczniczych, w których nie wykazano, aby to dynamika ich cząsteczek odgrywała dominującą rolę w fizycznej stabilności poszukiwano innych odpowiedzialnych za to czynników (6). Znając molekularne mechanizmy kontrolujące tendencję do rekrystalizacji danego materiału leczniczego w formie amorficznej dobierano odpowiednią – celowaną w konkretną stabilizacyjną potrzebę – substancję pomocniczą (7–9). Kolejno sprawdzano, czy skuteczność dobranej substancji stabilizacyjnej spełnia oczekiwane efekty.

Wielorakość oraz złożoność czynników kontrolujących fizyczną stabilność amorficznych substancji leczniczych wymagała, w niektórych przypadkach, zastosowania niestandardowych metod badawczych, które pozwoliłyby projektować układy amorficzne o pożądanych i możliwych do przewidzenia własnościach. W ramach realizowanego projektu udało się sformułować pomocne do tego celu modele bazujące na fizyce statystycznej oraz metodzie sztucznej inteligencji stowarzyszone z uczeniem maszynowym, algorytmami ewolucyjnymi i programowaniem genetycznym. Pomyślne testy opracowanych modeli wykazały ich duży potencjał dostosowawczy do analizy i przewidywań własności układów amorficznych (10,11).

Ważnym aspektem naszych badań było określenie, jak warunki termodynamiczne wpływają na stabilność fizyczną układów amorficznych i ich inne własności. Wskazaliśmy, że istnieje grupa substancji leczniczych charakteryzująca się wysoką fizyczną stabilnością w warunkach standardowego przechowywania leków, która jest niezwykle wrażliwa na warunki podwyższonego ciśnienia (6,12,13). Ponieważ indukowana podwyższonym ciśnieniem rekrystalizacja na pozór wysoce fizycznie stabilnych w amorficznej formie materiałów leczniczych uniemożliwia skuteczne procesowanie takiej substancji (np. podczas procesu ekstruzji na gorąco lub tabletkowania)(14). Dlatego też zaproponowaliśmy nowatorką, bazującą na wysokociśnieniowym układzie do szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej, metodę szybkiego wykrywania tendencji do rekrystalizacji substancji leczniczej w warunkach naśladujących te panujące podczas jej produkcji (12).

Istotną, bardzo ważną, częścią projektu było badanie granicznego stężenia leku w substancji stabilizującej. Szczególnie warto podkreślić, że po raz pierwszy na świecie z sukcesem zastosowaliśmy szerokopasmową spektroskopię dielektryczną do wyznaczenia nasyconego stężenia leku w matrycy polimerowej (15). Wykazaliśmy, że metodę tą można wykorzystać zarówno w przypadku ciśnienia atmosferycznego, jak i podwyższonego, co otwiera nowe horyzonty badawcze (16,17). Ta nowatorska metoda jest niezwykle istotna nie tylko z naukowego punktu widzenia, ale ma także duży potencjał aplikacyjny dla technologii opartych na ekstruzji na gorąco. Nasze badania dowiodły, że określając wartość rozpuszczalności granicznej należy wziąć pod uwagę, że wzrost ciśnienia przy stałej temperaturze może prowadzić do identycznego efektu jak ochładzanie próbki w niezmieniającym się ciśnieniu (18).

Wysoce interdyscyplinarne wyniki realizacji projektu są konsekwencją udanej współpracy w zakresie nauk farmaceutycznych i nauk ścisłych. Wnoszą one istotny wkład w rozwój różnych dyscyplin badawczych, w tym nauk farmaceutycznych, fizycznych i chemicznych, który ma zarówno poznawczy, jak i aplikacyjny charakter.

Bibliografia

Głównym celem projektu badawczego Prasa żydowska na Lubelszczyźnie, realizowanego w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki w latach 2012-2015 było odtworzenie dziejów i charakterystyka treści żydowskich czasopism wydawanych na tym obszarze od końca XIX w. po wybuch II wojny światowej. Ogromna spuścizna prasowa lubelskich Żydów, obejmująca ponad 120 tytułów różnego rodzaju periodyków, nie doczekała się wcześniej szerszego zainteresowania ani ze strony naukowców krajowych, ani zagranicznych. Podstawową przeszkodą utrudniającą kompleksowe badania nad tą tematyką była bariera językowa, gdyż zdecydowaną większość stanowiących przedmiot badań czasopism (90%) wydano w językach jidysz i hebrajskim. W wyniku rozległej kwerendy, prowadzonej przede wszystkim w bibliotekach i archiwach w Polsce, Stanach Zjednoczonych i Izraelu, udało się zgromadzić obszerny materiał badawczy w postaci kilkunastu tysięcy numerów poszczególnych tytułów, wymagający odpowiedniej selekcji, dokonania przekładów na język polski setek tekstów prasowych i w końcu krytycznej analizy.

Do głównych rezultatów projektu badawczego zaliczyć należy powstanie kilkunastu artykułów naukowych i popularnonaukowych oraz stworzenie obszernej monografii Wos hert zich in der prowinc? Prasa żydowska na Lubelszczyźnie i jej największy dziennik „Lubliner Tugblat” (ss. 613, Lublin 2015). W trakcie realizacji projektu, pierwotne założenia badawcze uległy znacznemu rozszerzeniu. Szczegółową analizę czasopiśmiennictwa żydowskiego na Lubelszczyźnie (pierwsza część monografii), uzupełniono o obszerną charakterystykę największej i najbardziej poczytnej gazety codziennej wydawanej przez lubelskich Żydów (części druga i trzecia).

Monografia Wos hert zich in der prowinc? Prasa żydowska na Lubelszczyźnie i jej największy dziennik „Lubliner Tugblat” stanowiła podstawę rozpoczęcia procedury habilitacyjnej, zakończonej nadaniem stopnia naukowego doktora habilitowanego (2015). Została również uhonorowana Wyróżnieniem Rektora Uniwersytetu Warszawskiego w konkursie na najlepszą publikację akademicką „Academia 2015” w dziedzinie nauk społecznych i humanistycznych oraz Indywidualną Nagrodą Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego I stopnia za osiągnięcia naukowe w 2015 r.

Projekt „Homo ludens” w mieście średniowiecznym - archeologiczne świadectwa zabawy został zrealizowany w latach 2011-2013. Celem projektu było zebranie danych potrzebnych do opisania rozrywek w późnośredniowiecznych miastach południowego wybrzeża Bałtyku na podstawie źródeł archeologicznych. W tym celu konieczne było przeprowadzenie kwerend archiwalnych w instytucjach, które w tych miastach wykonywały badania wykopaliskowe. W ramach projektu kwerenda została wykonana w Wilnie, Kłajpedzie, Rydze i Tallinie. Dzięki temu udało się zebrać bazę zabytków z tych miejsc, przechowywanych przez tamtejsze muzea i instytuty historii. Pierwszą dokonaną na tej podstawie obserwacją było wrażenie unifikacji sfery związanej z rozrywką w miastach rejonu południowego wybrzeża Bałtyku. Pojawiająca się wielokrotnie teza o jedności kulturowej tego regionu w późnym średniowieczu znalazła zatem swoje odzwierciedlenie również w zabytkach związanych z zabawą.

Ponieważ z zabawą i zabawkami nieodłącznie wiązane są dzieci, to kolejnym zadaniem, które znalazło się w projekcie było zorganizowanie eksperymentu archeologicznego z udziałem dzieci. Eksperyment taki odbył się trzykrotnie latem 2012 r.: w Szczecinie (w Szczecińskim Inkubatorze Kultury), w Wolinie podczas Warsztatów Archeologii Eksperymentalnej oraz w Policach-Jasienicy podczas Jarmarku Augustiańskiego. Łącznie w eksperymencie wzięła udział ponad setka dzieci w wieku od 2 do 12 lat. Zadaniem dzieci była zabawa replikami średniowiecznych zabawek. Dzięki poczynionym obserwacjom udało się potwierdzić lub zaprzeczyć części ze stawianych dotąd w literaturze hipotez na temat używania poszczególnych przedmiotów przez dzieci w zabawie.

Wyniki kwerend źródłowych oraz obserwacji poczynionych w trakcie eksperymentu zostały zaprezentowane i poddane dyskusji podczas Workshop of the Childhood Archaeology, zorganizowanych w Małkocinie (gm. Stargard Szczeciński) w listopadzie 2012 r. Na warsztaty zostali zaproszeni goście z Polski, Czech, Słowacji, Litwy i Łotwy. W trakcie dwudniowego spotkania młodzi naukowcy oraz doświadczeni badacze wymieniali się swoimi doświadczeniami w badaniach nad życiem dzieci w przeszłości. Jednym z namacalnych efektów tego spotkania jest wydana w czerwcu 2013 r. publikacja: Child and Childhood in the Light of Archaeology, w całości poświęcona tematyce dziecięcej, w której autorami rozdziałów są uczestnicy małkocińskiego spotkania.

Okładka książki wydanej w ramach projektu Wszystkie opisane powyżej działania miały na celu przybliżenie kierowniczki projektu do realizacji głównego celu projektu, jakim było przygotowanie na podstawie przeprowadzonych kwerend i eksperymentów oraz dyskusji, dysertacji doktorskiej pt. „Kultura ludyczna w miastach południowego wybrzeża Bałtyku w późnym średniowieczu. Studium archeologiczne”.

Zabawa i rozrywka w średniowieczu pozostają nadal sferami dla nas nieco tajemniczymi. Dzieje się tak głównie ze względu na ubogość informacji w źródłach pisanych. Połączenie badań nad zabytkami archeologicznymi i działaniami eksperymentalnymi próbującymi wyjaśniać działania i zachowania dzieci w zetknięciu z konkretnymi przedmiotami zabawy, przybliżają nam nieco świat zabaw i rozrywek epoki średniowiecza. Eksperyment o charakterze wyjaśniania zachowań jest dla archeologii czymś zupełnie nowym. Konkluzja wynikająca z analizy zebranych zabytków, o podobieństwie miast badanego regionu również w zakresie zabaw i rozrywek, jeszcze bardziej umacnia tezę o jedności kulturowej tego regionu w późnym średniowieczu. Znaczenie tego projektu dla społeczeństwa polega zaś głównie na podkreśleniu cech wspólnych nam i naszym przodkom. Do takich bez wątpienia należy potrzeba zabawy.

Browarnictwo jest jednym z najstarszych biotechnologicznych sposobów przetwarzania żywności na świecie. Z uwagi na popularność piwa, jako produktu, branża piwowarska jest jedną z prężniej rozwijających się gałęzi przemysłu spożywczego. Wraz z rozwojem nauki i wzrastającej świadomości konsumentów tematyka zastosowania nowych surowców oraz optymalizacji poszczególnych procesów staje się coraz bardziej interesująca.

fot. Michał Łepecki Wydajność procesów realizowanych na warzelni zależy głównie od zastosowanych do produkcji surowców i doboru parametrów technologicznych. W celu uzyskania odpowiedniej jakości produktu końcowego istotne jest opracowywanie nowych technologii, urządzeń oraz wykorzystywanie nowych surowców czy materiałów pomocniczych. W szczególności dotyczy to wdrażania nowych receptur pozyskiwania brzeczek piwnych. Próby technologiczne realizowane w większej skali produkcji powinny być poprzedzane doświadczeniami w skali laboratoryjnej, które pozwalają na porównanie wielu wariantów równolegle przy określonych, stałych warunkach realizacji procesu wytwarzania brzeczki. Jednocześnie z obserwowanym nasyceniem rynku wyrobami piwnymi, piwa specjalne i o wyszukanych recepturach zdobywają coraz większy udział w rynku w związku z wyżej wymienioną tendencją. Nie tylko browary rzemieślnicze, ale również duże browary przemysłowe zainteresowane są innowacyjnymi surowcami i technologiami. Wprowadzanie do receptur piw zamienników słodu czy unikatowych surowców wiąże się często ze zmianami podstawowych cech fizyko-chemicznych brzeczek piwnych (między innymi pH, ekstraktu, barwy, zmętnienia czy składu mineralnego). Prowadzi się też próby polegające na całkowitym zastąpieniu słodu jęczmiennego surowcami niesłodowanymi (np. jęczmieniem, orkiszem, pszenicą, kukurydzą). Modyfikacje tego typu wprowadza się ze względów ekonomicznych (tańszy surowiec) i/lub względów smakowych i prozdrowotnych (uzyskanie nowych, lepszych cech gotowego produktu).

Innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne w zakresie klarowania brzeczki mają na celu ulepszenie dotychczas stosowanych metod separacji osadów gorących w kadzi wirowej. Większość browarów na świecie jest wyposażona w zbiornik kadzi wirowej, zwanej potocznie whirlpoolem. Jest to rozwiązanie powszechnie stosowane, przy tym energooszczędne i skuteczne. Stąd próba uzyskania jeszcze większej efektywności jego działania, jedynie przez nieznaczne zmiany konstrukcyjne. Tego typu separator, napełniany jest brzeczką przez otwór umiejscowiony stycznie do jego ściany. Dzięki temu w centralnej części dna zbiornika, formuje się stożek osadu gorącego. Koncentracja cząstek wspomagana jest ruchem wirowym mieszaniny. Zjawisko to występuje naturalnie i w sposób samoistny. Nosi ono nazwę tzw. efektu filiżanki herbaty i zostało po raz pierwszy opisane w 1926 r. przez Alberta Einsteina. Wykorzystując najnowsze metody komputerowej symulacji i analizy obrazu, możliwe jest jego pełniejsze poznanie.

Eksperymentalne badania przepływu cieczy w zbiorniku kadzi wirowej prowadzone są od niedawna w szerszym zakresie. Wykorzystuje się w nich najnowocześniejsze metody pomiarowe, np. cyfrową anemometrię obrazową PIV (ang. Particle Image Velocimetry). Metoda PIV jest szczególnie przydatna podczas analiz pola prędkości przepływów, dla których nie ma możliwości wprowadzenia do zbiornika czujnika pomiarowego. W czasie pomiaru wykorzystuje się cząstki, czyli tzw. posiew, w celu rozpraszania na nich światła laserowego. Dzięki temu rejestrowany jest ruch poszczególnych cząstek.

Idea analizy technologicznych aspektów klarowania brzeczki nastawnej, z uwzględnieniem zmian konstrukcyjnych, zrodziła się na podstawie projektów realizowanych z przedsiębiorcami, z ośrodkami naukowymi (w kraju i za granicą) oraz browarami (zarówno przemysłowymi, jak i rzemieślniczymi). Uwzględniając obecny stan wiedzy w tym zakresie można stwierdzić, że podjęte problemy badawcze charakteryzują się dużą innowacyjnością, a opracowane rozwiązania i wnioski ułatwią otrzymywanie klarownej brzeczki piwnej niezależnie od zastosowanych surowców.

Fot. Michał Łepecki Zrealizowane doświadczenia badawcze w pracy pozwoliły stwierdzić, iż wykor

Zrealizowane doświadczenia badawcze w pracy pozwoliły stwierdzić, iż wykorzystanie niesłodowanego surowca zbożowego (jęczmienia lub orkiszu) powoduje wydłużenie czasu scukrzania i filtracji zacieru, zmniejszenie objętości brzeczek oraz uproszczonej wydajności filtracji w porównaniu do prób ze 100% udziałem słodu jęczmiennego. Dodatek niesłodowanego ziarna orkiszu (powyżej 15% udziału w zasypie) wpływa istotnie na wzrost intensywności barwy brzeczek kongresowych. Natomiast skład chemiczny wody (dejonizowanej lub technologicznej) i wzrost procentowego udziału surowca niesłodowanego (jęczmienia lub orkiszu) w zasypie (do 30%) wpływa istotnie na zwiększenie masy osadu gorącego wytrąconego z brzeczki piwnej oraz na wzrost stężenia jonów Mn2+ w brzeczkach piwnych zarówno słodowych, jak i z 30% udziałem jęczmienia i istotny spadek stężenia tych jonów w osadach gorących.

Zastosowanie przegrody, jako modyfikacji konstrukcji zbiornika separatora z zawirowaniem, skraca czas, dla którego można zidentyfikować występowanie przepływu pierwotnego, o wyższych wartościach prędkości, bliżej centralnej części dna zbiornika. Kształt przegrody, o podstawie trójkąta równoramiennego, umiejscowionej przy dnie zbiornika kadzi wirowej, w położeniu 270° od otworu wlotowego, najskuteczniej poprawia warunki wirowania mieszaniny w zbiorniku napełnianym stycznie. Najkorzystniejsze rozwiązanie konstrukcyjne przyczynia się do poprawy warunków klarowania brzeczki piwnej (oddzieleniu osadu gorącego) w kadzi wirowej. Możliwe jest uzyskanie bardziej zbitego stożka osadu w centralnej części dna zbiornika.

Wiele organizmów żywych ma budowę symetryczną, jednak symetria zwykle nie jest doskonała i osobniki mogą być w różnym stopniu asymetryczne. Pszczoła miodna jest idealnym gatunkiem do badania asymetrii ze względu na wyraźną dwuboczną symetrię ciała i łatwy dostęp do dużej liczby osobników o znanym pochodzeniu.

Rodziny pszczele składają się z dziesiątków tysięcy robotnic o znanym pokrewieństwie, które może być stosunkowo łatwo kontrolowane. Poza tym pszczoły posiadają wiele symetrycznie ułożonych organów, między innymi dwie pary błoniastych skrzydeł, które łatwo zmierzyć ponieważ są płaskie i widoczny jest na nich wyraźny wzór użyłkowania. U pszczoły miodnej prawe i lewe skrzydła nie są idealnie symetryczne zarówno pod względem rozmiaru jak i kształtu. Różnice te są stosunkowo niewielkie, ale precyzyjne pomiary dużej liczby osobników potwierdziły, że zwykle skrzydło prawe jest większe od lewego. Taki rodzaj asymetrii, który można porównać do praworęczności u ludzi, nazywa się asymetrią kierunkową w odróżnieniu od asymetrii fluktuacyjnej, gdzie różnice pomiędzy prawą a lewą stroną ciała są losowe i średni rozmiar strony prawej i lewej jest taki sam. Niekorzystny wpływ środowiska w czasie rozwoju larwalnego może prowadzić do większej asymetrii i dzięki temu asymetria może być wskaźnikiem jakości środowiska, w którym żyją pszczoły. Wiedza na ten temat może być szczególnie przydatna w dzisiejszych czasach, kiedy coraz częściej dochodzi do zwiększonej śmiertelności rodzin pszczelich. W odróżnieniu od asymetrii fluktuacyjnej, asymetria kierunkowa jest znacznie mniej zbadana. Jej obecność w przypadku skrzydeł pszczoły miodnej jest zaskakująca, ponieważ intuicja podpowiada, że do latania lepiej nadają się symetryczne skrzydła. Są dwa możliwe wytłumaczenia asymetrii kierunkowej skrzydeł pszczoły miodnej. Pierwsze wytłumaczenie zakłada, że pszczoły latałyby lepiej z symetrycznymi skrzydłami, ale niekorzystne warunki w trakcie rozwoju sprawiają, że idealna symetria jest trudna do osiągnięcia. Na przykład ułożenie larwy na jednym boku może wpłynąć na rozwój skrzydeł i ich asymetrię. Natomiast drugie wytłumaczenie zakłada, że asymetria skrzydeł jest przystosowaniem do lotu.

W ramach projektu opracowano metodę automatycznego pomiaru skrzydeł z użyciem komputerowej analizy obrazu. Metoda ta pozwala na pomiary dużej liczby cech u dużej liczby osobników. Stwierdzono, że większe pszczoły zwykle są mniej asymetryczne. Obecnie prowadzone są badania asymetrii skrzydeł pszczół rozwijających się w warunkach optymalnych i stresowych. Badany jest między innymi wpływ obecności pestycydów, niskiej temperatury i chowu wsobnego. Wstępne wyniki wskazują, że asymetria kierunkowa skrzydeł pszczoły miodnej występuje niezależnie od obecności warunków stresowych. Dalsze badania powinny dostarczyć dodatkowych informacji na temat wpływu asymetrii na lot.

Żużle po procesach hutniczych z pozoru stanowią niewdzięczny temat badawczy – nie zawierają wyjątkowo cennych pierwiastków takich jak złoto, platyna lub ziemie rzadkie, przeważnie posiadają skrytokrystaliczną budowę, a z ich charakterystyki nie sposób odtworzyć historii Ziemi. Przy bliższym spojrzeniu okazuje się jednak, że stanowią one niemal niewyczerpalny materiał badawczy uwzględniający szereg aspektów: ze względu na unikatowy skład chemiczny i warunki krystalizacji stanowią one wielkoskalowy eksperyment geochemiczny i petrograficzny; w ich budowie odnaleźć można wyjątkowo rzadkie minerały; ich wietrzenie wpływa na otaczające środowisko – glebę, wodę oraz materię organiczną, a na ich bazie możliwe jest odtworzenie przebiegu historycznego procesu wytopu.

Porównanie składu fazowego oryginalnych żużli hutniczych oraz ich syntetycznych odpowiedników po eksperymentach wysokotemperaturowych z kontrolowanym czasem chłodzenia. I tutaj pojawia się problem temperatury krystalizacji żużli. Jest ona tak istotnym czynnikiem, że bez jej precyzyjnego określenia ciężko mówić o pełnym opisie tego materiału. Wpływa ona na jego parametry fizyczne, skład fazowy, skład chemiczny, oraz specjację pierwiastków pomiędzy poszczególnymi fazami. Bez określenia temperatury stopu nie jest możliwy pełny opis reakcji w nim zachodzących zarówno pomiędzy fazami i stopem, jak i rozdziału pierwiastków między stop i ciała stałe. Również odtworzenie historycznego procesu hutniczego bez określenia tego czynnika może być pozbawione podstaw merytorycznych. Dlatego tak kluczowe jest opracowanie możliwie precyzyjnej i dokładnej metody jej wyznaczania. Dotychczas popularnie stosowane techniki mają tendencję do zawyżania uzyskiwanych wyników ze względu na skomplikowany skład żużla, bądź posiadają istotne ograniczenia, często w praktyce uniemożliwiające ich zastosowanie.

Podejście eksperymentalne jest odpowiedzią na te ograniczenia i z założenia umożliwi ono najdokładniejsze przybliżenie temperatury krystalizacji żużli. Podejście to opiera się na wieloczynnikowej analizie podobieństwa pomiędzy żużlami eksperymentalnie wytworzonymi w piecu a tymi pobranymi ze składowiska. Analiza uwzględnia procentowy skład fazowy żużli, cechy morfologiczne kryształów, specjację pierwiastków pomiędzy fazami oraz szkliwem. Poprzez odpowiednie programowanie pracy pieca możliwe jest nie tylko ogrzanie stopu do blisko 1600°C, ale również symulowanie różnych warunków składowania – szybkie, powolne bądź mieszane chłodzenie stopu.

Warto również podkreślić, że opracowywana metodyka nie odnosi się jedynie do żużli. Z powodzeniem można ją również stosować do naturalnych skał krystalizujących w warunkach wysokich temperatur i niskich ciśnień, czyli większości skał wulkanicznych.

Zastosowanie podejścia eksperymentalnego pozwoliło na precyzyjną, jakościową i ilościową rekonstrukcję powstawania paragenez opartych o melilit, pseudowollastonit/wollastonit, plagioklaz i szkło w badanych żużlach. Analizy porównawcze warunków temperaturowych, składu fazowego i chemicznego oraz chemii minerałów dowodzą, że dane uzyskane dla żużli dobrze korespondują ze skałami naturalnymi w szczególności melilitolitami z Colle Fabbri (Włochy). Przeprowadzone eksperymenty doprowadziły nas do uzyskania kluczowych informacji na temat procesu krystalizacji - stwierdzono, że w przypadku badanego materiału krystalizacja rozpoczęła się w zakresie temperatur 1250-1300°C, a gradient termiczny tylko częściowo wpłynął na różnicowanie faz, a istotnie na zanik pierwotnego szkła. Jednocześnie mniej niż 84 h wystarczy, aby rozwinąć zróżnicowany zespół mineralny z kryształami o wielkości do kilku mm.

Badania wykazały również, że podczas wytopu cynku istotnym czynnikiem były reakcje pomiędzy stopem a materiałami ogniotrwałymi. Reakcje przejawiają się wzbogaceniem materiałów ogniotrwałych w ołów, sód, potas oraz cynk i arsen z wypieraniem w głąb materiałów żelaza, magnezu i wapnia. Zależności temperaturowe i separacja grawitacyjna w rezultacie prowadziła do powstania stref wzbogaconych w arsen i ołów, obniżających przebieg solidusu w układzie i korozję materiałów ogniotrwałych. Uwalnianie z nich pierwiastki, głównie krzem i glin, łączyły się z ołowiem, arsenem i innymi pierwiastkami niekompatybilnymi tworząc ostatecznie szkliwo o dużym potencjale emisji Pierwiastków Potencjalnie Toksycznych.

Przeprowadzone badania uwzględniające metodę eksperymentalną znalazły również zastosowanie w archeologii - pozwoliły na odtworzenie procesu wytopu ołowiu w hucie Łosień z XII wieku i w Sławkowie w XVI – XVII wieku, oraz złota w Złotym Stoku w XV-XVII wieku.