Untersuchungen zu Diffusionsvorgängen in mehrschichtigen Massivholzplatten

Zusammenfassung: An mehrschichtigen Massivholzplatten mit unterschiedlichem Aufbau und verschiedener Verleimungsart wurde die Wasserdampfdiffusion in einem Feuchtklima (zwischen 100% und 65% rel. Luftfeuchte bei 20°C) und einem Trockenklima (zwischen 0% und 65% rel. Luftfeuchte bei 20°C) geprüft. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Der Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand im Trockenbereich ist im Vergleich zum Nassbereich deutlich höher. Der Wasserdampf-Diffusionsdurchlasswiderstand wird stärker durch die Anzahl der Leimfugen pro cm Plattendicke als durch die Klebstoffart bestimmt. Zieht man den durchschnittlichen Feuchtegehalt der Platten im Nassbereich von etwa 20% in Betracht, so ist bei einer Fasersättigungsfeuchte von 28% (erreicht an der dem Wasser zugewandten Seite der Probe) und einer Ausgleichsfeuchte von 12% auf der dem Normalklima zugewandten Seite auf eine lineare Feuchteverteilung innerhalb der Versuchsplatten nach dem Erreichen der Gleichgewichtskonstanz zu schliessen. Der durchschnittliche Feuchtegehalt der Platten im Trockenbereich betrug etwa 11,3%. Dieser Wassergehalt entspricht der Gleichgewichtsfeuchtigkeit des Fichtenholzes beim Normalklima (rel. Luftfeuchtigkeit von 65% bei 20°C). Dies bedeutet, dass das Partialdruckgefälle nach dem Erreichen des Gleichgewichts ein vollkommenes Durchfeuchten der Platte mit der Normalfeuchte des Fichtenholzes verursach

An analysis of the global atmospheric methane budget under different climates

Methane is the second most important gas after CO$_{2}$ in the atmosphere in terms of radiative forcing. It also plays an important role in tropospheric chemistry and influences the oxidation capacity of atmosphere and amount of CO, O$_{3}$ and water vapour. Various biogenic and anthropogenic sectors including gas and oil extraction, wetlands, animal ruminants emit methane in the atmosphere while it is mainly OH which displaces it. At present, the mean global methane concentration is balanced approximately at 1780 ppb after undergoing several changes over the past decades. The sources and sinks currently contribute between 450 and 510 Tg per year although the strength of each source components suffers from uncertainty. Methane is also assumed to be a key player in past climatic changes and its global abundance underwent several transitions which were recorded in the ice cores. One of the drastic changes in methane mixing ratio is observed during the last glacial-interglacial transition, as it shows an increasing trend from 350 ppb till it reaches 700 ppb at the pre-industrial Holocene. The post industrial increase in global methane concentration is also unprecedented. In this study, methane distribution at present climate as well as at Last Glacial Maximum (LGM) and pre-industrial era is simulated with a simplified global tropospheric model ECHAM MOZ. For this simulation, methane emissions from various inventories have been used. A new parameterisation method is developed to estimate wetland methane emission for present day which is later adapted for LGM and pre-industrial time. Wetlands are the largest natural source of methane, still suffers from huge uncertainties. Contrary to the other hydrological models, the present wetland parameterisation follows a simplified approach based on a handful of soilparameters from CARAIB vegetation model. This method is easily adaptable to past climate simulations. The model result for present day from ECHAM MOZ chemistry simulation has been validated with station observation data across the globe and a set of sensitivity analysis with the modified sources are carried out to optimize the global methane budget. One of the major findings from this study is the optimized wetland methane strength which falls in the lower range of IPCC AR4 report. The ECHAM MOZ transient simulation could produce the recent methane trend and inter annual variability between 1990 and 2006 reasonably well although shows an underestimation in a range of 20-40 ppb for the first eight years. This is perhaps caused due to the underestimation of the oil and gas extracted methane source used in the model. For LGM and pre-industrial period, the model, using my wetland methane source successfully reproduces the ice core methane records. Compared to previous studies, the present LGM model source strengthis weaker which raises the possibility of a less deviated sink than present. This is supported by some recent studies on the tropospheric oxidative chemistry which found less OH variability than previously assumed. The important aspect of the present study is that contrary to previous studies where sinks are often hold responsible to explain atmospheric methane variability, here the emphasis has been given to the role of changing source based on these recent findings

Ab initio-Berechnung der Wechselwirkungspotentiale von Helium, Neon und Methan sowie theoretische Untersuchungen zu ihren thermophysikalischen Eigenschaften und denen von Wasserdampf

Thermophysikalische Eigenschaften der Gase Helium, Neon, Methan und Wasserdampf wurden über weite Temperaturbereiche berechnet. Für die Ermittlung der Transport- und Relaxationseigenschaften wurde die kinetische Gastheorie verwendet, die bisher auf lineare Moleküle beschränkt war und für die Berechnungen an Methan und Wasserdampf auf nichtlineare Moleküle erweitert wurde. Die benötigten Wechselwirkungspotentiale wurden für Helium, Neon und Methan mit quantenchemischen ab initio-Methoden ermittelt und für Wasser dem Schrifttum entnommen. Die berechneten Werte für die thermophysikalischen Eigenschaften stimmen sehr gut mit den besten experimentellen Daten überein

Bestimmung langjähriger stündlicher Zeitreihen und räumlich hochaufgelöster Karten der Direkt-Normal-Strahlung auf der Basis von Meteosat-Daten und Atmosphärenparametern für die Nutzung in konzentrierenden Solarkraftwerken

Konzentrierende Solarsysteme können einen sehr großen Teil der zukünftigen Strom- und Wärmeerzeugung leisten. Die Technik dieser Systeme steht kurz vor der Markteinführung, da die Stromgestehungskosten beinahe konkurrenzfähig geworden sind. Eine zentrale Größe ist dabei die Direkt-Normal-Strahlung, sozusagen der "Brennstoff" solcher Kraftwerke, die einen sehr hohen Einfluss auf deren Leistung und Stromerträge hat. Konzentrierende Solarkraftwerke sind eine Großinvestition, bei der schon in der Planungsphase eine Risiko- und Kostenreduktion angestrebt wird. Daher müssen heute Aussagen über die vorhandenen Strahlungsressourcen gemacht werden, um in Zukunft Solarenergie wirtschaftlich nutzen zu können. Die vorliegende Arbeit erarbeitet ein operationelles Verfahren, das mit Hilfe von sichtabaren und infraroten Daten des geostationären Satelliten Meteosat und Atmosphärendaten für Ozon, Wasserdampf und Aerosol mittels eines Parametrisierungsmodells die stündliche Direkt-Normal-Strahlung berechnet. Diese kann für große Regionen, Länder oder einzelne Standorte innerhalb des Sichtbereiches des Satelliten Meteosat in einer räumlichen Auflösung von bis zu 5km x 5km für Zeitreihen bis zu 20 Jahren bestimmt werden. Die so gewonnenen Informationen der verfügbaren Strahlungsressource sind ein wichtiger Bestandteil bei der Planung und Auslegung von konzentrierenden Solarkraftwerken und bei der Abschätzung des Strahlungspotenzials einer Region

Influence of Sterilization Procedures on Thermoplastics, with Special Regard to Modified Surfaces

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.Für Werkstoffe für den Einsatz im Medikalbereich ist die Sterilisationsfähigkeit unabdingbare Voraussetzung. Die gängigen Sterilisationsmethoden rufen bei den meisten polymeren Werkstoffen Veränderungen hervor, die bis hin zur Spaltung der Polymerketten führen können. Speziell die in dieser Arbeit untersuchten, zur Verbesserung der Biokompatibilität modifizierten Oberflächen, die durch ihre stark vergrößerte Oberfläche eine besonders große Angriffsfläche bieten, stellen hier ein Problem dar. Aus diesem Grund wurden mögliche Veränderungen an drei verschiedenen thermoplastischen, im Medikalbereich gängigen Kunststoffen (Polyethylen, thermoplastisches Polyurethan, Polycarbonat) untersucht. Als Sterilisationsmethoden wurden Wasserdampf-, Gas- und Strahlensterilisation eingesetzt. Durch Zugversuche wurden Veränderungen mechanischer Kennwerte aufgrund verschiedener Sterilisationsverfahren unabhängig von der Oberflächenmodifizierung ermittelt. Mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) wurden sterilisationsbedingte Veränderungen in der Struktur der modifizierten Oberflächen dargestellt. Mit Hilfe der Differential-Thermo-Analyse (DTA) wurden sterilisationsbedingte Veränderungen der thermischen Eigenschaften der Kunststoffe ermittelt. Es konnten eindeutige Tendenzen über das Verhalten von Kunststoffen nach der Sterilisation mit verschiedenen Verfahren gezeigt werden. Eine globale Aussage über die Kompatibilität von Kunststoffen mit einem bestimmten Sterilisationsverfahren kann aufgrund der Untersuchungen nicht getroffen werden. Für jedes neue Kunststoffprodukt im Medikalbereich müssen also die nötigen Eigenschaften definiert und die zulässigen Veränderungen dieser Eigenschaften mit den verschiedenen möglichen Sterilisationsverfahren auf Erhalt überprüft werden.For materials intended for use in the medical setting their sterilizability is an indispensable prerequisite. In the case of most polymers the usual Sterilization methods result in changes that even extend to cleavage of the polymer chains. A particular problem in this respect are the surfaces modified for improved biocompatibility investigated in the present study, which are characterised by enlarged contact areas. For this reason, possible changes to three different thermoplastics commonly used for medical applications (polyethylene, thermoplastic polyurethane, polycarbonate) were investigated. Steam, gas and radiation were used for Sterilization. Tensile tests were employed to identify changes in mucosal characteristics caused by different Sterilization techniques irrespective of the surface modification. Sterilization-related changes to the structure of the modified surfaces were investigated with the scanning electron microscope (SEM). Differential thermo analysis (DTA) was used to determine changes in the thermal characteristics of the plastics. Clear tendencies with regard to the behaviour of the plastics after Sterilization with various techniques were found. A general Statement about the compatibility of plastic materials with a specific Sterilization method is not possible on the basis of this study. For every new polymeric product used for medical purposes, the characteristics required must first be defined and compliance with the permissible variations of these characteristics investigated for each of the various Sterilization techniques available