Crystallinity, thermal diffusivity, and electrical conductivity of carbon black filled polyamide 46

Polyamide 46 (PA 46) with carbon black (CB) has been subjected to a heat treatment. Crystallinity, specific heat capacity, crystalline melting peak temperature, thermal diffusivity, and electrical conductivity were measured. The crystallinity increases with duration of thermal treatment. The maximum value is dependent on the filler fraction. A lower CB content leads to a higher crystallinity at maximum tempering time. The crystalline melting peak temperature increases with decreasing filler fraction and duration of thermal treatment due to different crystal types and/or diverging geometric forms of the crystals. Thermal diffusivity and electrical conductivity act positively proportional to each other and increase with CB content and tempering time. The thermal diffusivity decreases with increasing temperature. The volume resistance of PA 46 is lowered by heat treatment. By CB addition in combination with a tempering process, the PA 46 can be transferred into a conductor. CB is moved by PA 46 crystals into amorphous regions forming conductive pathways

Damping of Fe-Al Alloy Electrodeposited in an Ionic Liquid

Iron-Aluminium alloys were produced by the electro-deposition of iron-aluminium on a copper substrate. The electro-deposition process was done in the ionic liquid 1-butyl-1-methylpyrrolidinium trifluoromethylsulfonate, [Py1,4]TfO. A solution of (0.2 M FeCl2 + 2.75 M AlCl3)/ [Py1,4] TfO was used at a temperature of T=363 K because this mixture is solid at room temperature. Electrodeposited samples were studied by means of mechanical spectroscopy, differential thermal analysis and laser light microscopy. Mechanical spectroscopy studies were performed as a function of temperature, frequency and strain. The usual damping peaks for copper, low temperature grain boundary peak, recovery peak and intermediate temperature grain boundary peak were observed. In addition, a new damping peak at around 800 K which is not thermally activated was discovered. The physical mechanism controlling the appearance of this new peak is the dissolution of small precipitates or agglomerates of defects which take place at around 800 K during the warming and the subsequent re-precipitation/re-agglomeration during the cooling. This process could occur either in the copper substrate or at the Fe-Al electrodeposit.Fil: Lambri, Osvaldo Agustin F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; ArgentinaFil: Weidenfeller, Bernd. Technische Universitat Clausthal; AlemaniaFil: Bonifacich, Federico Guillermo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas Ingeniería y Agrimensura. Escuela de Ingeniería Eléctrica. Laboratorio de Extensión e Investigación en Materiales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Pulletikurthi, Giridar. Technische Universitat Clausthal; AlemaniaFil: Xu, Jiayi. Technische Universitat Clausthal; AlemaniaFil: Weidenfeller, Laura. Technische Universitat Clausthal; Alemani

Correlation of Pleistocene sediments from boreholes in the Ludwigshafen area, western Heidelberg Basin

Im Raum Ludwigshafen wurden mehrere Kernbohrungen sedimentologisch, palynologisch, paläomagnetisch, gesteinsmagnetisch und schwermineralogisch untersucht. Erste Ergebnisse der neuen Bohrung Ludwigshafen-Parkinsel P35 werden vorgestellt, die 500 m WSW der Bohrung P34 bis 300 m abgeteuft wurde. Die Gegenüberstellung beider Bohrungen zeigt Übereinstimmungen, aber auch Unterschiede im Aufbau, Struktur und Mächtigkeit der Sedimente. Nach der Bohrkerndokumentation und ersten Auswertungen von Untersuchungsergebnissen lassen sich die grob- und feinkörnigen Sequenzen aus beiden Bohrungen bis in eine Teufe von 122 m gut miteinander korrelieren. Allerdings liegt die Plio-/Pleistozängrenze in der Bohrung P35 deutlich tiefer. Wahrscheinlich ist ein Versatzbetrag von 42 m anzunehmen, der auf junge Tektonik zurückzuführen ist. Die geringe Übereinstimmung der Mächtigkeiten in den tieferen Abschnitten der Bohrungen lässt vermuten, dass die Tektonik besonders im Pliozän und Unterpleistozän aktiv war. Die unterschiedliche Präsenz von warmzeitlichen Sequenzen in den beiden Ludwigshafener Bohrungen kann auf fluviale Dynamik und neotektonische Ereignisse zurückgeführt werden. Ob die in der Bohrung Ludwigshafen Parkinsel P34 erfassten Wechsel von mindestens 5 Warmzeiten auch in der Bohrung P35 bestätigt werden können, bleibt weiteren palynologischen Untersuchungen vorbehalten. Schon jetzt lässt die Korrelation zwischen den bereits bearbeiteten mittelpleistozänen Warmzeiten im Raum Ludwigshafen/Mannheim sowie die Verknüpfung mit den überwiegend altpleistozänen Abschnitten von der pleistozänen Vegetations- und Klimaentwicklung erwarten.researc

Damping of the woodwind instrument reed material Arundo donax L

The viscoelastic properties (E', G', tanΦ, δ) of Arundo donax (AD) and a polypropylene-beech fiber composite (PPC) were measured from RT to 580K for various frequencies and strains. E' of AD varies between 5250-6250MPa depending on ageing at RT while E'(RT)=2250MPa of PPC is signifcantly lower. E' of the AD is higher than E' of PPC in the whole investigated temperature range with the exception of AD after a heat treatment up to 575K. Damping spectra exhibit peaks around 340K (Q=234kJ/mol) and 415K for the PPC related to relaxations in the crystalline part of polypropylene and the relaxation at melting temperature. For AD damping peaks were found at 350K (Q=320kJ/mol) related to the glass-rubber transition of lignin, at 420K due to a reorganization in the amorphous phase of lignin, at 480K related to micro-Brownian motions in the non-crystalline region of cell-wall polymers and reduction of the crystallinity of cellulose, and at 570K due to the polymeric compounds of wood and/or a decomposition of lignin. The course of E' and tanΦ of AD and PPC is comparable from 20-200Hz, whereas tanΦ of AD is lower than tanΦ of PPC while E' of AD is higher than E' of PPC.Fil: Weidenfeller, Bernd. Technische Universitat Clausthal; AlemaniaFil: Lambri, Osvaldo Agustin F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; ArgentinaFil: Bonifacich, Federico Guillermo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Arlic, Uwe. Technische Universitat Clausthal; AlemaniaFil: Gargicevich, Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentin

Kombination von zweiphotonenbasiertem direktem Laserschreiben mit großflächiger und hochpräziser Nanopositionierung

Die Mikro- und Nanofabrikation verspricht für die nächsten Jahre ein enormes Wachstumspotenzial, insbesondere auch im Bereich der laserbasierten Fertigung. Die hochauflösende Technik des Laserschreibens mittels Zwei-Photonen-Absorption (2PA) kann zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mit minimalen Strukturbreiten von sub-100 nm verwendet werden. Mit der optischen Präzision gehen auch Forderungen an die Präzision der Mess- und Positioniersysteme einher, um den technischen Stand von zweiphotonenbasiertem Laserschreiben weiter voranzutreiben. Die an der TU Ilmenau entwickelten Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschinen) ermöglichen eine hochgenaue und metrologisch rückführbare Positionierung mit Positionierauflösungen von 0,1 nm und einer Wiederholbarkeit von unter von 1 nm. Dabei eröffnet der Positionierbereich von 25 mm × 25 mm × 5mm bzw. von 200 mm × 200 mm × 25 mm der NPM-Maschinen ganz neue Dimensionen der skalenübergreifenden Fabrikation, sodass mikro- und sub-mikrometergenaue Artefakte bei Bauteilen mit Millimeterabmessungen erzielt werden können. In der vorliegenden Arbeit wird die Erweiterung von NPM-Maschinen zu Fabrikationsmaschinen durch die Kombination mit 2PA-Laserschreiben thematisiert. Dazu wird zunächst ein Konzept zur Integration der Zwei-Photonen-Technologie in eine NPM-Maschine entwickelt und umgesetzt. Anschließend erfolgen eine Charakterisierung des Systems sowie gezielte Untersuchungen, um den Nachweis für die Synergie der beiden Techniken zu erbringen. Es konnten diverse erfolgreiche Experimente durchgeführt werden, sodass nach Untersuchungen zur Belichtungsdosis die Herstellung von großflächigen Justiermarken gezeigt wurde. Das Potential der genauen Positionierung wird durch bahnbrechende Ergebnisse zur Abstandsreduzierung zwischen zwei geschriebenen Linien, welche die Beugungsbegrenzung unterschreiten, demonstriert. Zudem zeigten erste Versuche zur dreidimensionalen Strukturierung von Hybridpolymeren das enorme Potential für zukünftige komplexe 3D-Anwendungen in einer bisher nicht möglichen Präzision. Im Fokus stand außerdem die Entwicklung und Untersuchung eines neuen Ansatzes zur Mikro- und Nanofabrikation mit hohem Durchsatz, der auf einer Verbindung von zweiphotonenbasiertem Laserschreiben mit Feldemissionslithographie zur Herstellung von Mastern für anschließende Nanoprägelithographie basiert.Micro- and nanofabrication are promising technologies, especially in the field of laserbased manufacturing. The high-resolution technique of laser writing by means of two-photon absorption (2PA) can be used to produce three-dimensional components with minimum structure widths of sub-100 nm. The optical precision is accompanied by demands on the precision of the measuring and positioning systems in order to enhance the state of the art of two-photon based laser writing. The nanopositioning and nano-measuring machines (NPM machines) developed at the TU Ilmenau enable highly accurate and metrologically traceable positioning with positioning resolutions of 0,1 nm and a repeatability of less than 1 nm. With a positioning range of 25 mm × 25 mm × 5 mm respectively 200 mm × 200 mm × 25 mm, the NPM machines scope completely new dimensions of cross-scale fabrication, so that micro- and sub-micron precision artifacts can be achieved in components with millimeter dimensions. In this thesis, the extension from NPM machines to manufacturing machines by combining them with 2PA laser writing is discussed. Therefore, a concept for the combination of the two-photon technology with an NPM-machine is developed and successfully realized. Subsequently, the system is characterized and specific investigations are done to confirm the synergy of both technologies. An analysis of the exposure dose was done and in various experiments, the applications of the high precision and large area structuring are shown. The potential of precise positioning is demonstrated by the groundbreaking results regarding small distances between two written lines beyond the diffraction limit. In addition, first tests for three-dimensional structuring of hybrid polymers showed the enormous potential for future complex 3D applications in a precision that has not been possible so far. Additionally, a new approach for high-throughput micro- and nanofabrication based on a combination of two-photon laser writing with field emission scanning probe lithography for the production of masters for nanoimprint lithography was developed

Einfluss von synthetischem Mukus auf die Schwingungsparameter von Stimmlippen: Analyse von Highspeedvideos aus ex vivo Experimenten mit exzidierten Schweinekehlköpfen

Hintergrund und Ziele: Eine Stimmstörung kann das soziale Leben der betroffenen Personen stark beeinträchtigen. Für einen adäquaten Therapieansatz ist es von essenzieller Bedeutung den komplexen Prozess der Phonation mit seiner Vielzahl voneinander abhängiger Variablen vollständig zu verstehen. Methoden: In dieser Arbeit wurden mithilfe eines etablierten Versuchsaufbaus die Schwingungsparameter von 24 exzidierten Schweinekehlköpfen in Abhängigkeit von einem künstlichen Gap, einer angelegten Adduktion und dem glottalen Flow analysiert. Dabei wurden die Schweinekehlköpfe in vier Vergleichsgruppen aufgeteilt und mit NaCl und anschließend mit einer von vier unterschiedlichen synthetischen Mukusproben belegt. Die Mukusproben wurden auf Xanthanbasis mit oder ohne Mucine hergestellt. Die mit einer Hochgeschwindigkeitskamera gefilmten Stimmlippenbewegungen wurden digitalisiert und optisch mit der Software Glottis Analysis Tools segmentiert. Statistisch wurden die Ergebnisse mit dem Programm SPSS ausgewertet und über alle Probenarten gemittelt dargestellt. Betrachtet wurden die Korrelationen nach Kendall-Tau-b und Mittelwertvergleiche mittels Vorzeichentests oder Friedman-Tests. Eine grafische Auswertung erfolgte mit dem Programm Origin. Hierfür wurden die Boxplots der Messungen der Schweinekehlköpfe mit NaCl im Vergleich zu denen mit Mukus betrachtet. Dargestellt wurden die Ergebnisse der Kehlköpfe von NaCl und gemittelt über alle Probenarten sowie NaCl und den jeweiligen Mukusproben. Ergebnisse und Beobachtungen: Dabei zeigte sich ein starker Einfluss vom Gap und ein geringer Einfluss von der Adduktion auf die Glottisschlussparameter sowie eine deutliche Erhöhung der Fundamental Frequency mit steigendem Flow. Durch die angelegten Manipulationen zeigten die Parameter der Periodizität und der Symmetrie signifikante Unterschiede, welche jedoch nur klein waren. Zu sehen waren die gleichen Effekte auf die Schweinekehlköpfe sowohl mit NaCl als auch mit künstlichem Mukus. Grafisch sind zwischen NaCl und den Mukusproben für die glottalen Schwingungsparameter geringe Unterschiede zu erkennen. Schlussfolgerungen und Diskussion: Es lässt sich nicht verallgemeinern, welche der vier Mukusproben die Schwingungen am meisten stabilisiert oder destabilisiert. Um einen Trend hierfür zu finden, sollte der Versuchsaufbau für zukünftige Experimente angepasst werden und die Ergebnisse der glottalen Schwingungsparameter von den Mukusproben auch statistisch miteinander verglichen werden. Zusätzlich werden für signifikantere Ergebnisse mehr Versuchsobjekte benötigt. Eine besondere Beachtung sollte den anatomischen Varietäten der Kehlköpfe in Bezug eines natürlich vorkommenen Gaps zukommen um die interindividuelle Differenzen zu vermindern. Auch eine zeitliche Degeneration der Gewebe und die mögliche Verfälschung der Ergebnisse der Versuchsreihen durch eine zunehmende Dehydration der Stimmlippen sollte künftig ausgeschlossen werden

Cerebral endothelial cells in vitro:influence of glia derived extracellular matrix and matrix metalloproteinases on BBB properties

Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) ist in den cerebralen Kapillarendothelzellen (BCEC) lokalisiert, die die Gefaesswaende auskleiden und durch spezielle Zell-Zell-Kontakte lueckenlos verbunden sind. In vivo dient die Basalmembran, einer spezialisierte Form der extrazellulaeren Matrix, als Substrat fur die BCEC. Hirnseitig liegen der Basalmembran die Astrozyten mit ihren Endfuessen sowie die Perizyten an. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass sowohl die von Astrozyten, als auch von Perizyten produzierte extrazellulaeren Matrix einen Einfluss auf die Ausbildung der Barrierfunktion cerebraler Endothelzellen hat. Darueber hinaus konnte der regulatorische Einfluss der Matrixmetalloproteinasen (MMPs) durch die umgebende Astrozyten und Perizyten auf die BCEC gezeigt werden. Damit wurde erstmals eine direkte Beteiligung von MMPs durch die Praesenz von Perizyten an der Regulation der BHS in Ko-Kultur mit Endothelzellen in vitro nachgewiesen

Morphological and functional characterisation of a new murine serum-free in vitro model of the blood-brain barrier

Die Blut-Hirn Schranke stellt eine Barriere dar, die den Durchtritt von Substanzen aus dem Blut in das Gehirn kontrolliert. In vitro-Modelle der Blut-Hirn Schranke können dabei helfen, die regulatorischen Vorgänge an dieser Barriere zu verstehen und gegebenenfalls die Behand-lung von Erkrankungen wie dem Kreuzfeld-Jakob-Syndrom, Alzheimer oder Multiple Sclerose zu verbessern. In der vorliegenden Arbeit wird ein serum-freies in vitro-Modell vorgestellt, dass auf murinen Endothelzellen aus den cerebralen Kapillaren basiert. Es konnte gezeigt werden, dass Hydrocortison in physiologischen Konzentrationen die Barriereeigen-schaften dDer Zellen verstärkt und so zu der Integrität der Barriere unter den serumfreien Bedingungen beiträgt. Es lassen sich dabei Veränderungen am Aktinzytoskelett festellen, die mit Änderungen der mechanischen Eigenschaften und des transendothelialen elektrischen Widerstandes (TEER) der Zellen einhergehen. Hydrocortison verstärkt den TEER, wobei sowohl eine Veränderung im Zell-Substrat-Kontakt sowie im Zell-Zellkontakt detektiert werden kann

Two-photon direct laser writing beyond the diffraction limit using the nanopositioning and nanomeasuring machine

Since the first realization of two-photon direct laser writing (DLW) in Maruo et al. (Opt Lett 22:132-134, 1997), the manufacturing using direct laser writing techniques spread out in many laboratories all over the world. Photosensitive materials with different material properties open a new field for micro- and nanofabrication. The achievable structuring resolution using this technique is reported to be sub-100 nm (Paz et al. in J. Laser Appl. 24:042004, 2012), while a smallest linewidth of 25 nm could be shown in Tan et al. (Appl Phys Lett 90:071106, 2007). In our approach, the combination of DLW with the nanopositioning and nanomeasuring machine NMM-1 offers an improvement of the technique from the engineering side regarding the ultra-precise positioning (Weidenfeller et al. in Adv Fabr Technol Micro/Nano Opt Photon XI 10544:105440E, 2018). One big benefit besides the high positioning resolution of 0.1 nm is offered by the positioning range of 25 mm × 25 mm × 5 mm (Jäger et al. in Technisches Messen 67:319-323, 2000; Manske et al. in Meas Sci Technol 18:520-527, 2007). Thus, a trans-scale fabrication without any stitching or combination of different positioning systems is necessary. The immense synergy between the highly precise positioning and the DLW is demonstrated by the realization of resist lines and trenches whose center-to-center distance undergoes the modified diffraction limit for two-photon processes. The precise positioning accuracy enables a defined distance between illuminated lines. Hence, with a comparable huge width of the trenches of 1.655 [my]m due to a low effective numerical aperture of 0.16, a resist line of 30 nm between two written trenches could be achieved. Although the interrelationships for achieving such narrow trenches have not yet been clarified, much smaller resist lines and trench widths are possible with this approach in the near future