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Kalibrierung und Freilandtest von Passivsammlern für ausgewählte organische Gewässerschadstoffe
(2015)
Passivsammler sind schon seit einigen Jahren in der Entwicklung. Mit ihnen können zeitgemittelte Konzentration über einen längeren Zeitraum in einem Umweltmedium ermittelt werden. Typische Vertreter sind der POCIS, der Chemcatcher oder der am UFZ entwickelte MESCO. Weiterhin wird in einer Studie am UFZ derzeit ein anderes Passivsammlermaterial untersucht, Polyethersulfon (PES). Bereits seit Jahren sind PES-Membranen Bestandteile von Passivsammlern. Sie dienen als Schutz-membranen um das eigentliche Sammlermaterial vor zu starker Verschmutzung oder Bioaufwuchs zu schützen. Es existieren jedoch Untersuchungen die belegen, dass manche Schadstoffe sehr gut im PES aufgenommen werden, wenn nicht sogar besser als in der eigentlichen Sammelphase. Aus diesem Grund sollte Poly-ethersulfon in dieser Arbeit auf seine Eignung als Passivsammler, bzw. auf seine Sammeleigenschaften (Verteilungskoeffizienten und Sammelraten), für bestimmte Gewässerschadstoffe untersucht werden. Es wurden elf Substanzen ausgewählt und die PES-Membranen in zwei mehrwöchigen Laborexperimenten und einem Freilandtest untersucht. Im Labor wurde ein Glasgefäß mit Wasser befüllt, welches mit einem Schadstoffcocktail kontaminiert war. Nach der Befestigung der Sammler im Gefäß, wurde mithilfe eines Magnetrührers eine leichte Strömung erzeugt. Im ersten Versuch wurden die Verteilungskoeffizienten der Stoffe ermittelt und im zweiten Versuch die Sammelraten. Beide Parameter sind wichtig und müssen bekannt sein wenn ein Passivsammler für die Untersuchung von Gewässern genutzt werden soll. Zusätzlich wurden die Sammler im 20-tägigen Feldversuch in der Saale bei Halle und im Ablauf des Klärwerks Halle Nord getestet.
useful in other ways
(2015)
In unserer Zeit hat Kleidung aufgehört, nur Schutz vor Kälte oder Sonnenhitze zu sein. Wir tragen nicht mehr jahrelang, wie unsere Großmütter ein und dieselben bequemen Hosen oder Handtaschen. Kaum erscheint eine neue Modetendenz, und wir kaufen folgerichtig immer neue und neue Sachen. Was wird mit den alten? Wir werfen sie weg. Deutschland produziert jedes Jahr 100 000 Tonnen Abfall an Textilien und Kleidung. Heutige Designer begannen ebenfalls über die Ökologie nachzudenken und ersannen Alternativen: die Handtasche aus dem liebgewonnenen Sweater, Pantoffeln aus alten Jeans, Portemonnaies aus Feuerwehrschläuchen, Thermowäsche aus Kaffeebohnenschalen, Geldbörsen aus alten Reifen und andere Gegenstände, hergestellt aus ausgemustertem Material. Das nennt sich Zweitnutzung. Recycling. Designer, besorgt um Umwelt und Bewahrung des Lebens auf unserem Planeten, erschlossen eine unbegrenzte Menge an Ressourcen für unermüdliches Experimentieren. In der ganzen Welt eröffnen Upcycling-Magazine. Einige Länder erwägen Upcycling in der Massenproduktion. Große Textilunternehmen haben begonnen, Upcycling und Recycling in ihre Produktreihen aufzunehmen. Viele große Supermärkte schafften die Plastiktüten ab zugunsten von recyceltem Papier. In der Mehrzahl der europäischen Länder wird Müll streng sortiert und nachfolgender Aufarbeitung zugeführt. All das gibt uns Hoffnung, dass unsere Welt im nächsten Jahrhundert nicht unter Schichten von Müll zugrunde geht und fortfährt im Kampf mit der Umweltverschmutzung und womöglich in diesem Kampf siegt ... In meinem Verständnis ist die Hinwendung zum Upcycling die Mischung aus absichtsvoller Nachlässigkeit, Alleinstellung, Originalität, Ideenvielfalt mit einem Schuss Humor und Kunstsinn. Die Deponie
Evaluierung von unterschiedlichen optischen Fasern für die Winkelmessung an einem Stützgelenk
(2015)
In Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden verschiedene optische Fasern auf ihre Auskopplung von Licht durch Biegung dieser untersucht. Das Ziel war es, Erkenntnisse über die Auskopplungsmechanik zu gewinnen, um den genannten Effekt später für die Winkelmessung an einem Stützgelenk zu verwenden. Es wurden viele verschiedene Messaufbauten gewählt, um eine umfangreiche Abdeckung der Möglichkeiten Auskopplung von Licht aus einer Faser durch Biegung zu ermöglichen. Unterschiedliche Einflussgrößen, wie zum Beispiel verwendeter Laser, Mikroskoobjektiv und Faserlänge sind statistisch abgesichert gemessen und bilden eine Grundlage für die Weiterverarbeitung der optischen Fasern. Zusätzlich ist der Effekt der Evaneszenz beim Biegen einer Duplexfaser untersucht wurden. Abschließend kommt es zu einem Vergleich von anderen optischen Messverfahren zu diesem genannten Verfahren.
Mit der Energiewende und dem weiteren Ausbau von erneuerbaren Energien, rückt die The-matik der Energiespeicherung immer weiter in den Vordergrund. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, den Autarkiegrad eines Photovoltaiksystems mit integriertem Akkumulator zu prognostizieren. Dabei wurde ein Algorithmus entwickelt, welcher die Basis der Simulation bildet. Für eine Beispielrechnung wurde das Speichersystem Senec.Home G2 von der Deutschen Energieversorgung, eine 7,87 kWp Photovoltaikanlage und ein privater Haushalt mit 4.000 kWh Jahresstromverbrauch ausgewählt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Prognose des Autarkiegrades durch das Simulationsprogramm nur geringe Abweichungen zum tatsächlichen Wert aufweist. Ebenfalls wurde die Wirtschaftlichkeit ohne Berücksichtigung einer Förderung betrachtet. Es wurde festgestellt, dass eine Photovoltaikanlage ohne Akkumulator rentabler als das Photovoltaiksystem mit dem Speicher Senec.Home G2 ist. Dabei liegt die Hauptursache bei den hohen Investitionskosten der Photovoltaikspeicher. Unter Annahme des weiterhin steigenden Strompreises, einer Förderung und eines Preisverfalls von Photovoltaikakkumulatoren können die elektrochemischen Speicher ein wichtiger Bestandteil der Photovoltaik werden und somit einen Beitrag zur Energiewende leisten.
Die Aufgabe dieser Arbeit bestand darin, einen möglichst einfachen Versuchsaufbau eines Laser-Doppler-Anemometers zu realisieren. Der Versuchsaufbau soll Studenten im Praktikumsversuch anschaulich den allgemeinen Aufbau eines LDA-Systems verdeutlichen. Zudem soll die Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Rohr vermessen werden und der Druckverlust an einer Rohrwandung veranschaulicht werden.
G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) bilden eine Gruppe von Membranproteinen mit sehr dynamischer Eigenschaft, die für die Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase auf-grund ihrer vielfältigen Wirkungsweise im menschlichen Körper unerlässlich ist. So ist es wichtig, nicht nur den strukturellen Aufbau dieser Rezeptoren zu kennen, sondern auch ihre dynamischen Eigenschaften zu verstehen. In den letzten Jahren wurden viele Kristallstruktu-ren von GPCRs bekannt, die aber lediglich eine Momentaufnahme darstellen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, mit dem Neuropeptid Y-Rezeptor Typ 2, ein besseres Verständnis über die molekulare Beweglichkeit innerhalb seiner Umgebung zu erlangen. Dies soll als Grundlage dienen, um künftig die Wechselwirkung mit einem Agonisten besser beurteilen zu können. Der Y2-Rezeptor spielt bei neuronalen Funktionen, wie z.B. Ängsten und Suchterkrankungen, eine wichtige Rolle. Für die Untersuchung der Dynamik des Rezeptors wurde dieser in verschiedene Modell-membranen, bestehend aus einfach-ungesättigten Phospholipiden, rekonstituiert und an-schließend mittels Festkörper-NMR-Spektroskopie untersucht. Da die Lipidumgebung einen großen Einfluss auf die Struktur und Dynamik der Rezeptoren ausübt, wurde zusätzlich der Einfluss von Cholesterol, Phosphatidylethanolamin oder negativ geladenen Phosphatidylserin als Bestandteile der Modellmembran auf den Y2-Rezeptor untersucht. Zudem wurde durch selektive Unterdrückung von Signalen durch paramagnetische Manganionen und Spin-markierten Lipiden die Dynamik einzelner Bereiche näher untersucht (sog. quenching). Zur Quantifizierung der Dynamik wurde das Verhältnis von bewegungsgemittelter und vol-ler dipolarer Kopplung für den H-C Bindungsvektor als Ordnungsparameter dargestellt. Dieser reicht von 0 (isotrop beweglich) bis 1 (starr). Statische 15N-NMR-Spektren und quantitative 1H-13C Ordnungsparameter Bestimmungen, durch 1H-13C dipolare Kopplungsmessungen der CH-, CH2-, und CH3-Gruppen, offenbarten für den gesamten Rezeptor axial-symmetrische Bewegungen in der Membran und molekulare Fluktuationen mit verschiedensten Amplituden aller Segmente. Ordnungsparameter (SRückgrat = 0,65 ± 0,04, SGly = 0,56 ± 0,04, SCH2 = 0,26 ± 0,02 - 0,40 ± 0,03, SCH3 = 0,20 ± 0,02) aus den direkt polarisierten 13C-MAS-NMR-Experimenten zeigten, dass der Rezeptor in den Membranen höchst beweglich ist und im Mittel die Bewegungsamplituden des Rückgrats bei ~40°-50° und für die Seitenketten bei ~60°-70° liegen. Interessanterweise zeigt der Neuropeptid Y-Rezeptor Typ 2 eine geringfügig höhere Rigi-dität in der einfach-ungesättigten Phospholipidmembran, im Gegensatz zur gesättigten Membran. Das könnte mit der gesteigerten Kettenlänge der einfach-ungesättigten Lipide und der damit einhergehenden Streckung des α-helikalen Anteils des Rezeptors zusammenhän-gen. Die unterschiedliche Lipidkomponenten in den Modellmembranen zeigten hingegen keinen signifikanten Einfluss auf den Y2-Rezeptor. Es konnte zudem gezeigt werden, dass durch gezieltes Quenching der Loops und Termini des Rezeptors der transmembrane helikale Anteil eine höhere Rigidität besitzt (SRückgrat = 0,70 ± 0,05, SGly = 0,65 ± 0,04, SCH2 = 0, 28 ± 0,02 - 0,40 ± 0,03, SCH3 = 0,21 ± 0,02). Die Unterdrückung der Signale des transmembranen Bereiches offenbarten einen tendenziellen Anstieg der Ordnungsparameter um ≤ 7% für die Segmente des Rückgrates. Das könnte an einer zu geringen Konzentration der Spin-markierten POPC-Lipide liegen, wodurch es lediglich zu einer Unterdrück der mobilen Sei-tenketten der α-Helices kommt.
Untersuchung und Charakterisierung eines Sandwich-Materialverbundes aus Hart-Coating und Polyisocyanurat-Hartschaum (PIR) als materialtechnische Lösung für Klimaprüfkammertüren. Ausgehend von einer Darstellung der eingesetzten Geräte und derer technischer Grundlagen, ist PIR-Hartschaum auf seine Temperaturbeständigkeit im Hoch- als auch im Minustemperaturbereich untersucht worden. In Kombination mit der Messung der Temperaturverteilung hinter dem Innensegment des Materialverbundes wird eine Entscheidungshilfe gegeben, wie der PIR-Hartschaum als Isoliermaterial im Türelement der Klimaprüfkammer Einsatz findet. Ein Ausblick beschreibt andere Anwendungsmöglichkeiten der neuen materialtechnischen Lösung in diesem Einsatzgebiet.
Aufgrund der immer größer werdenden Bedeutung von organischen Materialien in der Halbleiterindustrie und der Elektronik wächst die Anforderung an leistungsstarke Permeationsbarriereschichten, um die Lebensdauer von organischen Bauteilen durch ein Abschirmung von Wasserdampfeinflüssen zu verlängern und die Produktion wirtschaftlicher zu gestalten. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand vor allem die Barrierewirkung eines Schichtsystems mit mittels arcPECVD hergestellter siliziumhaltiger Plasmapolymer Zwischenschichten verschiedener Zusammensetzungen (verschiedenen Versuchsparametern) bei gleichbleibendem Monomer-Fluss und in variablen Schichtsystemen. Hierfür wurden zunächst die Einzelschichten grob auf ihre Zusammensetzung und ihre Schichtspannung, abhängig von den Herstellungsparametern der Schicht, betrachtet. Ausgehend davon wurden verschiedene Schichtsysteme auf eine PET Folie aufgebracht und hinsichtlich ihrer Barrierewirkung und Oberflächenrauheit untersucht. Dabei wurde deutlich, dass Barrieresysteme mit einer Zink-Zinn-Oxid (ZTO) Schicht (Barriereschicht) beginnen müssen, um eine Barrierewirkung erzielen zu können. Eine direkt darauf aufgebrachte arcPECVD Schicht wirkt wie eine Schutzschicht und kann die Wasserdampfdurchlässigkeit nach dieser ersten ZTO Schicht bereits um ein 4-faches verringern. Weitere Schichtstapel, bestehend aus einer ZTO und einer entsprechend dicken arcPECVD Schicht, bringen weitere Verringerungen der Wasserdampfdurchlässigkeit. Die erste arcPECVD Schicht bringt die größte Veränderung des Barrierewertes.
In the surgery of the pituitary gland and other related areas of the skull base, the endoscopic endonasal surgery has established oneself as today's operation method. Although the surgeon is able to look around corners with the aid of an endoscope, the dissection in these areas is limited. Current suction devices are limited in their size, shape, bending and prone to kinking because of the narrow suction channel. The work with such inadequate instruments increase the risk of life-threatening complications, prolong the operation and limit the quality of a complete tumor resection. The ideal suction device would be adaptable to numerous surgery situations, easy to bend, maintain its lumen, adequate in their ratio of rigidity and formability, ergonomic and reformable to its original shape. In the following bachelor thesis, it is shown that this can be achieved with a suction device with shape memory alloy. After the development of a comfortable hand sample, the suction device went into preparation and a risk analysis was performed. The results of the evaluation process are reductions in operative risk, time and cost if this bendable suction device would be applied. Therefore, approval for the international market should be sought, to provide an opportunity for safer and more effective surgical procedures.
Die Weltweite Nachfrage an Leistungshalbleiter ist in den vergangen Jahren rapide angestiegen. Um den stetig wachsenden Bedarf auf einem kostengünstigen Weg nachkommen zu können, wurde die Produktion der von Infineon Technologies produzierten Produkte (CoolMOSTM) von der 200 auf die 300 mm Waferproduktion transferiert. Die Herausforderungen für die Produktion dieser Technologie bleiben dennoch die gleichen. Besonders in der Lithographie stoßen die für die CMOS Technologie vorhandenen optischen Systeme an die Grenzen der Verwendungsmöglichkeiten. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Einflussgrößen auf den Produktfokus, sowie auf die notwendige Dosis bei der Strukturierung von Silizium-Leistungshalbleitern, wobei alle Untersuchungen auf CoolMOSTM Produkten durchgeführt wurden. Nach einer Einleitung und Erläuterung der für diese Arbeit wichtigen Lithographischen Grundlagen, wird auf die Durchgeführten Experimente eingegangen und die resultierenden Erkenntnisse dargelegt. Am Schluss werden die in dieser Arbeit gesammelten Ergebnisse zusammengetragen und weitere Schritte, sowie der Einfluss der derzeitig verwendeten Dosis diskutiert. Abschließend werden die Resultate in die aktuelle internationale Forschung eingeordnet und diskutiert.
Die vorliegende Bachelorarbeit leistet einen Beitrag zum Aufbau eines in situ arbeitenden Laserpartikelzählers mit Echtzeitmessung für Ionenimplanter. Es werden unterschiedliche Komponenten, wie z.B. Lichtdetektoren, untersucht und diese zu einem Partikelzählmessplatz, der in atmosphärischer Umgebung betrieben wird, kombiniert. Das Funktionsprinzip des Messplatzes und das Auftreten von Partikelsignalen in Koinzidenz werden gezeigt. Es werden Möglichkeiten zur Verknüpfung der beiden Detektorausgangssignale vorgestellt und die Auswirkungen bei Koinzidenzverletzung untersucht. Ein weiterer Bestandteil ist die Automatisierung der Partikelerkennung. Dazu wird ein Auswertealgorithmus vorgestellt, der Partikel zählt und nach Höhe und Breite klassiert. Unter dessen Verwendung werden Einflüsse wie Samplerate der Messwerterfassung und Ausrichtung der Polarisationsebene der Laserstrahlung zu den Detektoren auf die Effizienz der Partikelzählung untersucht. Zum Abschluss werden Messabweichungen infolge der Messwerterfassung diskutiert.
Das Ziel war es einen neuen Photoresist in die Lithographie, im Aluminium BEOL in der 28 nm Technologie, einzuführen. Um dies zu gewährleisten war es nötig einen Vergleich zwi-schen dem POR Resist und dem neuen Resist anzustellen. Nicht nur durch Experimente, wie Belichten verschiedener FEMs, sondern auch durch die Charakterisierung der Pro-zessparameter und des Prozessfensters ist es möglich eine Resistevaluierung durchzuführen. Aber auch auf nachfolgende Prozesse, wie Resistverhalten nach dem Ätzen oder Verhalten der elektrischen Werte, muss eingegangen werden um eine erfolgreiche Resistumstellung zu garantieren.
Die Reduzierung von unerwünschten Mantelmoden in Glasfasern stellt in der Faseroptik nach wie vor ein herausforderndes Problem dar. Durch Mantelmoden wird nicht nur die Funktionalität von Glasfasersystemen begrenzt, sondern auch die Strahlqualität negativ beeinträchtigt. Weiterhin kann die unkontrollierte Ausbreitung von Mantelmoden in der Zerstörung von Fasersystemen resultieren und muss besonders bei Hochleistungsanwendungen im Kilowattbereich berücksichtigt werden. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung einer neuen Methode zur Entfernung von Mantelmoden aus Glasfasern mit Mantelmodenabstreifern. In dieser Bachelorarbeit wird das Verfahren zur Herstellung der Mantelmodenabstreifer vorgestellt. Das Verfahren basiert auf der Mikrostrukturierung von Glasfaser durch einen CO2 - Laser. Weiterhin wird auf die Messtechnik zur Charakterisierung der Mantelmodenabstreifer eingegangen. Darüber hinaus werden experimentelle Ergebnisse mit den erzeugten Mantelmodenabstreifern gezeigt. Dabei wurde speziell die Dämpfung und der Einfluss auf die numerische Apertur von Signalen untersucht. Zudem werden Resultate gezeigt, bei denen mehr als 98 % der Leistung auf einer strukturierten Länge von 30 mm entfernt werden konnten.
Gegenstand der Arbeit ist es, die Möglichkeit des Einsatzes von Lasertechnik zum Tempern von Metallisierungen zur Ablösung des konventionellen Ofenprozesses zu untersuchen. Dazu wird die Rückseitenstruktur einer Siliziumsolarzelle, bestehend aus Aluminiumpaste, mittels Laser gesintert. Die Möglichkeit der Erzeugung einer Leiterbahn sowie eines Metall-Halbleiter-Kontaktes zwischen einer Metallpaste und Silizium konnte dabei erfolgreich nachgewiesen und parametrisiert werden. Zur Parametrisierung des Lasersinterprozesses wurde eine charakteristische Formel entwickelt, welche die für den Anwender notwendigen Parameter für das Erreichen definierter Widerstände liefert. Dabei konnte ein minimaler Leiterbahnwiderstand von ca. 11,5 mOhm, bei einer 1000 µm breiten und 200 µm hohen Bahn erzeugt und ein ohmsches Kontaktverhalten der Leiterbahn zum Silizium erreicht werden. Der minimal erreichte Kontaktwiederstand beträgt dabei 24Ohm. Zusätzlich wurde der strukturierte Auftragsprozess der Aluminiumpaste mittels einer Mikrodosiereinheit parametrisiert. Dabei konnten erfolgreich Bahnbreiten zwischen 700