Getting magnetocaloric materials into good shape: Cold-working of La(Fe, Co, Si)13 by powder-in-tube-processing

The powder-in-tube (PIT) technology was applied to La(Fe, Co, Si)13 powder cladded by a thin seamless austenitic steel jacket. Wires appear to be promising in the search for alternative regenerator geometries, since they offer various possibilities of arrangements allowing to optimise heat transfer and pressure loss within the boundaries set by parallel plate and sphere beds. Here, pre-alloyed La(Fe, Co, Si)13 powder was filled in a AISI 316L austenitic steel tube and swaged to wires with an outer diameter of 1 mm. By mechanical deformation, the steel jacket thickness was reduced to about 100 μm surrounding the magnetocaloric core. A post-annealing of only 10 min at 1050 °C is sufficient to form the magnetocaloric NaZn13-type phase resulting in an entropy change close to the value of a pure reference sample. The presented technology is not limited to La(Fe, Co, Si)13/steel combination but can be extended to material pairs involving wire core materials with a first order transition, such as Fe2P-type or Heusler alloys

Tailoring biocompatible Ti-Zr-Nb-Hf-Si metallic glasses based on high-entropy alloys design approach

Present work unveils novel magnetic resonance imaging (MRI) compatible glassy Ti-Zr-Nb-Hf-Si alloys designed based on a high entropy alloys approach, by exploring the central region of multi-component alloy phase space. Phase analysis has revealed the amorphous structure of developed alloys, with a higher thermal stability than the conventional metallic glasses. The alloys exhibit excellent corrosion properties in simulated body fluid. Most importantly, the weak paramagnetic nature (ultralow magnetic susceptibility) and superior radiopacity (high X-ray attenuation coefficients) offer compatibility with medical diagnostic imaging systems thereby opening unexplored realms for biomedical applications

Development of Functional Genomic Tools in Trematodes: RNA Interference and Luciferase Reporter Gene Activity in Fasciola hepatica

The growing availability of sequence information from diverse parasites through genomic and transcriptomic projects offer new opportunities for the identification of key mediators in the parasite–host interaction. Functional genomics approaches and methods for the manipulation of genes are essential tools for deciphering the roles of genes and to identify new intervention targets in parasites. Exciting advances in functional genomics for parasitic helminths are starting to occur, with transgene expression and RNA interference (RNAi) reported in several species of nematodes, but the area is still in its infancy in flatworms, with reports in just three species. While advancing in model organisms, there is a need to rapidly extend these technologies to other parasites responsible for several chronic diseases of humans and cattle. In order to extend these approaches to less well studied parasitic worms, we developed a test method for the presence of a viable RNAi pathway by silencing the exogenous reporter gene, firefly luciferase (fLUC). We established the method in the human blood fluke Schistosoma mansoni and then confirmed its utility in the liver fluke Fasciola hepatica. We transformed newly excysted juveniles of F. hepatica by electroporation with mRNA of fLUC and three hours later were able to detect luciferase enzyme activity, concentrated mainly in the digestive ceca. Subsequently, we tested the presence of an active RNAi pathway in F. hepatica by knocking down the exogenous luciferase activity by introduction into the transformed parasites of double-stranded RNA (dsRNA) specific for fLUC. In addition, we tested the RNAi pathway targeting an endogenous F. hepatica gene encoding leucine aminopeptidase (FhLAP), and observed a significant reduction in specific mRNA levels. In summary, these studies demonstrated the utility of RNAi targeting reporter fLUC as a reporter gene assay to establish the presence of an intact RNAi pathway in helminth parasites. These could facilitate the study of gene function and the identification of relevant targets for intervention in organisms that are by other means intractable. More specifically, these results open new perspectives for functional genomics of F. hepatica, which hopefully can lead to the development of new interventions for fascioliasis

Wege zur Optimierung magnetokalorischer Fe-basierter Legierungen mit NaZn13-Struktur für die Kühlung bei Raumtemperatur

Die magnetische Kühlung ist eine etablierte Technologie im Bereich der Tieftemperaturphysik. Allerdings bieten die Skalierbarkeit des magnetokalorischen Effektes und die Möglichkeit zur kompakten Bauweise auch ein breites Anwendungsspektrum für den Einsatz bei Raumtemperatur. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit zur Anpassung der magnetostrukturellen Umwandlungstemperatur in La(Fe, Si)13-basierten Materialien an die Arbeitstemperatur einer Kühleinheit. Die Herstellung von Ausgangsmaterial über das Schmelzspinnen, ist von hoher technologischer Relevanz, da im Vergleich zu konventionell gegossenem Massivmaterial die anschließende Glühdauer drastisch reduziert werden kann [1]. In der vorliegenden Arbeit wird zunächst auf die optimalen Glühbedingungen in rasch-erstarrtem Bandmaterial für die Bildung der relevanten magnetokalorischen Phase eingegangen. Durch Variation der Glühtemperatur wird der Einfluss von Sekundärphasen auf den magnetokalorischen Effekt bewertet. Darüber hinaus können bei optimaler Wahl der Legierungszusammensetzung ein großer magnetokalorischer Effekt und der gewünschte Arbeitstemperaturbereich eingestellt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Verknüpfung des Substitutionseffektes (hier: Si für Fe) und der Aufweitung des Gitters durch Hydrierung mit dem resultierenden magnetokalorischen Effekt gelegt. Ein weiterer Punkt, sind die Untersuchungen zur Langzeitstabilität der Eigenschaften von hydriertem Band- und Massivmaterial. Grundlegende und umfassende Untersuchungen zur Substitution von Eisen durch Mangan und zum daraus folgenden Einfluss auf Phasenbildung, Umwandlungstemperatur sowie auf den magnetokalorischen Effekt, insbesondere nach der Hydrierung, werden ebenfalls dargestellt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit erlauben damit die Bewertung verschiedener Strategien zur Optimierung der magnetokalorischen Eigenschaften von La(Fe, Si)13

Wege zur Optimierung magnetokalorischer Fe-basierter Legierungen mit NaZn13-Struktur für die Kühlung bei Raumtemperatur

Die magnetische Kühlung ist eine etablierte Technologie im Bereich der Tieftemperaturphysik. Allerdings bieten die Skalierbarkeit des magnetokalorischen Effektes und die Möglichkeit zur kompakten Bauweise auch ein breites Anwendungsspektrum für den Einsatz bei Raumtemperatur. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit zur Anpassung der magnetostrukturellen Umwandlungstemperatur in La(Fe, Si)13-basierten Materialien an die Arbeitstemperatur einer Kühleinheit. Die Herstellung von Ausgangsmaterial über das Schmelzspinnen, ist von hoher technologischer Relevanz, da im Vergleich zu konventionell gegossenem Massivmaterial die anschließende Glühdauer drastisch reduziert werden kann [1]. In der vorliegenden Arbeit wird zunächst auf die optimalen Glühbedingungen in rasch-erstarrtem Bandmaterial für die Bildung der relevanten magnetokalorischen Phase eingegangen. Durch Variation der Glühtemperatur wird der Einfluss von Sekundärphasen auf den magnetokalorischen Effekt bewertet. Darüber hinaus können bei optimaler Wahl der Legierungszusammensetzung ein großer magnetokalorischer Effekt und der gewünschte Arbeitstemperaturbereich eingestellt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Verknüpfung des Substitutionseffektes (hier: Si für Fe) und der Aufweitung des Gitters durch Hydrierung mit dem resultierenden magnetokalorischen Effekt gelegt. Ein weiterer Punkt, sind die Untersuchungen zur Langzeitstabilität der Eigenschaften von hydriertem Band- und Massivmaterial. Grundlegende und umfassende Untersuchungen zur Substitution von Eisen durch Mangan und zum daraus folgenden Einfluss auf Phasenbildung, Umwandlungstemperatur sowie auf den magnetokalorischen Effekt, insbesondere nach der Hydrierung, werden ebenfalls dargestellt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit erlauben damit die Bewertung verschiedener Strategien zur Optimierung der magnetokalorischen Eigenschaften von La(Fe, Si)13

A Magnetocaloric Booster Unit for Energy-Efficient Air-Conditioning

A concept for the application of a magnetocaloric device in energy-efficient air conditioners is introduced. In order to evaluate this concept, a test stand has been developed equipped with a magnetic field source providing about a 1.5-T flux density change into which different regenerator geometries can be implemented and evaluated. A processing route for the production of profiled magnetocaloric LaFeSiMn-based composite plates by tape casting is presented. The processed plates show a maximum isothermal entropy change of about 3.8 J kg − 1 K − 1 at a magnetic field change of 1.5 T at 285 K. The hydraulic and thermal performance of regenerator geometries that can be realized by profiled plates is assessed by calculations