@phdthesis{Loisel2004,
  author    = {Loisel, Claudine},
  title     = {Korrosionsempfindliche Dosimetermaterialien zur {\"U}berwachung der Umweltbedingungen an Kulturg{\"u}tern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10835},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit war es, ein neues Dosimetermaterial zu entwickeln, das schneller reagiert als der klassische Glassensor. Einen vielversprechenden Ansatz daf{\"u}r bietet der Sol-Gel Prozeß, mit dem d{\"u}nne Schichten hergestellt werden k{\"o}nnen. Erste Versuche mit transparenten Schichten einer glas{\"a}hnlichen Zusammensetzung (mit einem hohen Anteil an K und Ca) waren nicht erfolgreich, da eine deutliche Erh{\"o}hung der Reaktivit{\"a}t nicht erreicht wurde. Schichten, die einen sehr hohen Ca-Anteil aufweisen, zeigten allerdings die gew{\"u}nschte Empfindlichkeit gegen Umwelteinfl{\"u}sse. Die neuen „Rapid-Sensoren" werden aus einem vorkonsensierten SiO2-Sol (Silizium (IV) Oxid-Sol) und Ca(NO3)2\&\#61655; 4H2O in Aceton (Molverh{\"a}ltnis Ca : Si = 10 : 1) hergestellt. Objekttr{\"a}ger werden mit diesem Sol beidseitig beschichtet. Die Tauchbeschichtung und die Temperung (5 Minuten bei 600 °C) wurden auf hohe Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und Schadgase (Screening Test in einer Klimakammer) optimiert. Die neuen Sensoren sind im sichtbaren Spektralbereich nicht transparent, sondern opak, k{\"o}nnen aber wie die klassischen Glassensoren mit IR-Spektroskopie (in Transmission) ausgewertet werden, wobei der Anstieg der OH-Bande bei 3300 cm-1 als Mass f{\"u}r den Korrosionsfortschritt (genannt \&\#61508;E-Wert) dient. Die aktive Sensorschicht setzt sich aus kristallinen und amorphen Bestandteilen zusammen. Die Zusammensetzung und Morphologie der Kristallphase wurde weitestgehend charakterisiert. Mit Lichtmikroskopie l{\"a}sst sich die Oberfl{\"a}che des Rapid-Sensors als eine Vielzahl kleiner polygoner Kristalle charakterisieren, f{\"u}r die im REM beobachtet verschiedene Wachstumsstufen erkennbar sind. Mit Hilfe der EDX-Analyse und ICP-AES wurden Si, O, Ca und Na als die Hauptelemente der Schicht bestimmt. Mit SNMS-Tiefenprofil konnte eine Diffusion von Na aus dem Objekttr{\"a}ger in die Schicht nachgewiesen werden, was zu einer besonders guten Haftung f{\"u}hrt. Mittels R{\"o}ntgendiffraktometrie, IR- und Raman-Spektroskopie lassen sich Informationen {\"u}ber die Struktur der Schicht erhalten: die Kristallphase besteht aus einer Mischung aus Calciumoxid und Calcium-silicat-en, die mit XRD schwer zu unterscheiden sind. Auch im infraroten Spektralbereich weisen die Si-O-Schwingungen auf silicathaltige, Bestandteile in der amorphen Schicht hin. F{\"u}r die Kalibrierung des neuen Dosimetermaterials sind Bewitterungen unter kontrollierten Bedingungen grundlegend notwendig. Dazu wurde ein Bewitterunsprogramm (I) mit hoher Feuchte und Temperatur (40 °C, 98 \% r.F.) sowie ein zweites mit Zugabe von SO2 als Schadgas (II) gew{\"a}hlt. Beide Programme beschleunigen die Umweltwirkung im Vergleich zu Realbedingungen und haben sich in anderen Versuchen mit klassischen Glassensoren bew{\"a}hrt. Zusammenfassend l{\"a}sst sich aus den Bewitterungsversuchen feststellen, dass der neue Sensor integrativ auf Temperatur, Feuchte, und Schadgas reagiert. Entsprechend der Reaktion des klassischen Sensors f{\"u}hrt eine Temperatur / Feuchte- Bewitterung zur Bildung von CaCO3-Kristallen, w{\"a}hrend bei Anwesenheit von SO2 bevorzugt Gipskristalle gebildet werden. Diese Parallelen lassen den Schluß auf ein vergleichbares Reaktionsprinzip zu, obwohl die Reaktion der Calciumsilicate, aus denen die Schicht besteht, nur bedingt mit der f{\"u}r Glas typischen Verwitterung vergleichbar ist. Mit REM kann man bei Rapid-Sensoren beobachten, dass die Reaktion am Rand der Kristalle beginnt und in die Tiefe fortschreitet, bis zur vollst{\"a}ndigen Umsetzung (S{\"a}ttigung). Die kristallinen Korrosionsprodukte breiten sich im weiteren Verlauf auch auf der amorphen Schicht aus. Der Mechanismus ist nicht reversibel und entspricht damit nicht dem f{\"u}r por{\"o}se SiO2-Schichten beschriebenen Alterungprozeß. Erste Sensorstudien unter nat{\"u}rlicher Bewitterungsbedingungen erm{\"o}glichen einen Vergleich mit klassischen Glassensoren und umreissen das k{\"u}nftige Einsatzspektrum. Expositionen in der ISC-Außenstelle Bronnbach und im Gr{\"u}nen Gew{\"o}lbe in Dresden zeigen, dass die Rapid-Sensoren schneller reagieren als klassische Glassensoren (Steigerung um etwa Faktor 3). Unter moderat korrosiven Bedingungen im Innenraum sind 4 Wochen Expositionszeit g{\"u}nstig (mindestens 3 Monate f{\"u}r Glassensoren) w{\"a}hrend im Außenraum Rapid-Sensoren innerhalb von 7 Tagen ansprechen (einige Wochen f{\"u}r herk{\"o}mmliche Glassensoren).},
  subject      = {Kulturgut},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Griebel2003,
  author    = {Griebel, Dragan},
  title     = {Fluoreszente, hybride Nanosensoren auf Silicatbasis f{\"u}r die Bioanalytik},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6153},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Es wurde ein Leitpartikeltyp mit hoher Fluoreszenz sowie einem Absorptionsbereich oberhalb von 600 nm evaluiert. Zur Anbindung der hochspezifisch wirkenden Antik{\"o}rper wurde die Teilchenoberfl{\"a}che mit Carboxylgruppen funktionalisiert. Die Darstellung dieser sph{\"a}rischen, komplex aufgebauten erfolgte {\"u}ber eine nasschemische Synthese. Die synthetisierten Partikel besitzen eine hohe Fluoreszenzintensit{\"a}t, gutes Chromatographierverhalten und spezifische Beladbarkeit mit monoklonalen Antik{\"o}rpern (z.B. Troponin T) auf einer mit Carboxylgruppen modifizierten Partikeloberfl{\"a}che. Auf die Partikel mit dem favorisierten Fluorophor musste eine zus{\"a}tzliche Silicath{\"u}lle aufkondensiert werden, damit diese im Anschluss erfolgreich mit Antik{\"o}rpern beladen werden konnte. Die erhaltenen partikul{\"a}ren Systeme wurden sowohl qualitativ als auch quantitativ charakterisiert. Die Fluoreszenzintensit{\"a}t dieser dotierten Kern-Schale-Partikel konnte soweit optimiert werden, dass sich klinisch relevante und noch h{\"o}here Sensitivit{\"a}ten in Pr{\"u}fteststreifen detektieren ließen. Weiterhin wurden neuartige Fluoralkylsilan und Fluorophor codotierte Silicat-Nanopartikel synthetisiert, die auf Anhieb eine gute untere Nachweisgrenze von Troponin erzielten. Durch UV-VIS- und Fluoreszenz-Untersuchungen sowie Konjugations- und Pr{\"u}fteststreifen-Versuche konnte gezeigt werden, dass die Cokondensation des Fluoralkylsilans in einer Erh{\"o}hung von Absorption und Fluoreszenz der Partikel resultiert. Weitere Untersuchungen von zeigten, dass eine zus{\"a}tzliche Oberfl{\"a}chenmodifizierung mit Fluoralkylsilan zu einer signifikanten Verschlechterung der Konjugationseigenschaften mit Antik{\"o}rpern f{\"u}hrt. Alternative Detekorreagenzien und -methoden wurden ebenfalls untersucht. So konnte der kationische Komplex Tris-(1,10-phenantrolin)ruthenium(II)-dichlorid erfolgreich in monodisperse Silicat-Partikel eingebaut werden. Aufgrund ihrer geringen Sauerstoffpermeabilit{\"a}t sind sie als impermeabler Referenzstandard in O2-Sensoren geeignet. Eine andere untersuchte Detektionsmethode basiert auf zeitaufgel{\"o}ster Fluoreszenz (TRF). Hierbei werden haupts{\"a}chlich Lanthanoid-Komplexe eingesetzt. Am besten untersucht sind Europium-Komplexe, welche meistens Diketone als Liganden besitzen. Bislang konnten diese neutralen Komplexe jedoch nicht in polare Silicatpartikel-Matrizes eingebaut werden. Durch Einsatz von 3,3,3-Trifluoropropyltrimethoxysilan gelang es erstmalig, einen Europium(III)-tris-4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthoyl)-1,3-butandion-Komplex (Eu(TNB)3) in hydrophobierte Silicat-Nanopartikeln physikalisch einzubauen. TRF-Messungen zeigten Abklingzeiten von ca. 300 µs. In diesem bislang nicht verf{\"u}gbaren Partikel-Typ konnten positive Eigenschaften von Latex- und Silicatpartikeln kombiniert werden. Auch einige Porphyrinkomplexe mit langen Fluoreszenzlebensdauern sind in Silicat-Nanopartikel eingebaut worden. Der neutrale Komplex 5,10,15,20-Tetrakis(4-carboxyphenyl)-porphyrin-Pd(II) konnte nur durch vorhergehende Silanisierung erfolgreich eingebunden werden. Die erhaltenen sph{\"a}rischen Partikel weisen eine Gr{\"o}ßenverteilung von 200-300 nm auf. Ein weiteres, kationisches Porphyrin (5,10,15,20-Tetrakis(N-methyl-4-pyridyl)-21,23H-porphyrin-Zn(II)) konnte ebenfalls erfolgreich in etwa 140 nm große Silicat-Nanopartikel blutungsstabil eingebaut werden.},
  subject      = {Silicate},
  language  = {de}
}