@phdthesis{Krueger2002,
  author    = {Kr{\"u}ger, Reinhard},
  title     = {Pyrolyse- und Sinterverhalten Sol-Gel-abgeleiteter Al2O3-YAG-Fasern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6827},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Nichtw{\"a}ßrige Sol-Gel-Vorstufen, die zu einem Mischgef{\"u}ge aus Al2O3 und YAG f{\"u}hren (Volumenverh{\"a}ltnis 45 : 55), wurden zu Fasern versponnen, in unterschiedlichen Atmosph{\"a}ren pyrolysiert und abschließend gesintert. Die strukturelle Ent-wicklung w{\"a}hrend der Pyrolyse der Gel-Fasern wurde in Abh{\"a}ngigkeit von Pyrolysetemperatur (200-850 °C) und -atmosph{\"a}re beschrieben. Die Zusammenh{\"a}nge zwischen den mittels der Pyrolyseparameter variierten amorphen Strukturen und dem daraus resultierenden Kristallisations- und Sinterverhalten sowie den mechanischen Fasereigenschaften wurden gezeigt. Die isotropen Gel-Fasern sind frei von Poren und weisen lokal regelm{\"a}ßig angeordnete, organische Dom{\"a}nen mit mittleren Abst{\"a}nden von 2 nm innerhalb des anorganischen Matrixger{\"u}sts auf. W{\"a}hrend der Pyrolyse auftretende Strukturver{\"a}nderungen h{\"a}ngen stark von der Atmosph{\"a}re und der Temperatur ab. In Luft- und Sauerstoffatmosph{\"a}re trat ab 600 °C innerhalb der Fasern lokal eine Kristallisation von YAG und Korund in Form kugeliger Bereiche auf, die zum Bruch der Fasern bereits w{\"a}hrend der Pyrolyse f{\"u}hrten. Die Abgabe organischer Bestandteile erfolgte bei Pyrolyse in Stickstoff im wesentlichen zwischen 300 °C und 500 °C, blieb jedoch auch bei h{\"o}heren Temperaturen unvollst{\"a}ndig. In Wasserdampf-Atmosph{\"a}re kam es durch Hydrolysereaktionen zwischen 250 °C und 385 °C zu einer verbesserten Abgabe der organischen Bestandteile. Der Kohlenstoffgehalt sinkt bei 385 °C unter 2 Masse-\%. Werden dem Wasserdampf saure Gase wie z.B. Stickoxide zugesetzt, wird um 200 °C die Hydrolyse und Abgabe der Organik zus{\"a}tzlich verst{\"a}rkt. Nach Pyrolyse in Stickstoff oder wasserhaltigen Atmosph{\"a}ren blieben die Fasern amorph. Bei Pyrolyse in Stickstoff war die Struktur der Fasern porenfrei, wobei die organischen Pyrolysatreste wie in den Gel-Fasern als regelm{\"a}ßig angeordnete, isolierte Bereiche innerhalb einer anorganischen Matrix vorlagen. In Wasserdampf bildete sich ab 250 °C aus den organischen Dom{\"a}nen eine geordnete Porenstruktur, die sich mit ansteigender Temperatur vergr{\"o}berte. Auch in der aus verdampfter Salpeters{\"a}ure erzeugten Atmosph{\"a}re bildeten sich Poren. Die Porendurchmesser und spezifischen Oberfl{\"a}chen der Fasern blieben jedoch geringer als in reinem Wasserdampf. In dem anorganischen Matrixger{\"u}st {\"a}nderten sich durch die Pyrolyse die Koordinationsverh{\"a}ltnisse der Al-Ionen. Ausgehend von der mehrheitlich 6-fachen Koordination in den Gel-Fasern kam es zunehmend zur Umlagerung in die 4- und 5-fache Koordination. Bei Pyrolyse in reinem Wasserdampf war diese Koordinationsver{\"a}nderung deutlich schw{\"a}cher ausgepr{\"a}gt als in Stickstoff oder der Atmosph{\"a}re aus verdampfter Salpeters{\"a}ure. W{\"a}hrend der Sinterung treten intermedi{\"a}r gamma-Al2O3 und hexagonales YAlO3 als metastabile Phasen vor der Kristallisation von YAG auf. Mit der Kristallisation von Korund schließt die Phasenbildung der Al2O3-YAG-Fasern je nach vorangegangener Pyrolysebehandlung zwischen 1275 °C und 1315 °C ab. Die Abweichungen in der Kristallisationstemperatur bzw. Keimbildungsdichte von Korund und im Sinterverhalten ließen sich auf die Unterschiede in den amorphen Strukturen der pyrolysierten Fasern zur{\"u}ckf{\"u}hren. Hohe Anteile 6-fach koordinierter Al-Ionen und eine zu hohen spezifischen Oberfl{\"a}chen f{\"u}hrende, feine Porosit{\"a}t erwiesen sich als g{\"u}nstige Strukturmerkmale f{\"u}r pyrolysierte Fasern. Die dabei entstandenen feink{\"o}rnigen, homogenen Gef{\"u}ge konnten dicht gesintert werden und hatten die h{\"o}chsten Festigkeiten und E-Moduln. Kohlenstoffgehalte bis zu 2 Masse-\% wirkten sich in den offenporigen Zwischenprodukten nicht negativ auf das Sinterverhalten aus. In dieser Arbeit wurde gezeigt, daß die Kristallisation der Sol-Gel-abgeleiteten Fasern und damit auch die Ausbildung der keramischen Gef{\"u}ge in entscheidendem Maße von den Pyrolysebedingungen abh{\"a}ngen. Bei einheitlicher Synthese der Gel-Fasern lassen sich durch die Pyrolysebehandlung unterschiedliche Strukturen in den amorphen Zwischenprodukten einstellen, die durch ihre spezifisches Kristallisations- und Sinterverhalten zu unterschiedlichen keramischen Gef{\"u}gen in den Fasern f{\"u}hren. Die Optimierung der Gef{\"u}ge vorstufenabgeleiteter Keramiken durch Zusatz von Keimen ("Seeding") ist seit l{\"a}ngerem bekannt. In Erg{\"a}nzung dazu bietet die gezielte Wahl der Pyrolysebedingungen eine weitere M{\"o}glichkeit zur Steuerung der Gef{\"u}geausbildung in Sol-Gel-Keramiken.},
  subject      = {Keramikfaser},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Baumann2005,
  author    = {Baumann, Mario},
  title     = {Polymerbasierende elektrorheologische Fl{\"u}ssigkeiten und ihre haptische Wirkung in einem Modellaktorsystem},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18237},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Herstellung von ER-Fluiden sowie deren Wirkung in einem Modellaktor. Bei den ER-Fluiden handelt es sich um partikelhaltige Fluide auf Basis von Polyacrylat, sulfonierten Polystyrolcopolymeren und Naphthalin-2-sulfons{\"a}ure. Da die Partikel f{\"u}r die ER-Fluide kommerziell nicht zur Verf{\"u}gung standen, wurden diese hergestellt und zu ER-Fluiden verarbeitet. Da es zu diesen Fluiden in der Literatur keine Informationen {\"u}ber die Materialeigenschaften gibt, war es notwendig, die Fluide in einem f{\"u}r die Elektrorheologie gebauten Rheometer zu charakterisieren. F{\"u}r das Elektrorheometer wurde eine Software eingesetzt, die eine standardisierte Vorgabe der Messbedingungen zul{\"a}sst und gleichzeitig die erhaltenen Messwerte erfasst. Neben der Charakterisierung im Rheometer erfolgt die Spezifizierung der haptischen Wirkung an einem Modellaktor (Plattenaktor). F{\"u}r die Tests mit diesem Plattenaktor wurde ein Kraftmesssystem konstruiert und die dazugeh{\"o}rige Software entwickelt und optimiert. F{\"u}r die Herstellung der ER-Fluide werden Partikel in der Gr{\"o}ßenordnung von 10 bis 40 µm ben{\"o}tigt. Die Partikel auf Polyacrylat- und Napthalin-2-sulfons{\"a}urebasis lassen sich wegen der Wasserl{\"o}slichkeit der Polymere durch Spr{\"u}htrocknen aus ihren Polymerl{\"o}sungen gewinnen. Bei den Fluiden mit Poly(natriumacrylat) konnte durch Variation des Wassergehalts der Partikel und deren Konzentration im Fluid die Gr{\"o}ße des ER-Schubmodul gesteigert werden. Die im elektrischen Feld auftretenden Stromdichten sind sehr klein und stellen somit kein Problem f{\"u}r eine Vielzahl von baugleichen Mikroaktoren dar. Das mittels Formaldehyd kondensierte Naphthalin-2-sulfons{\"a}ure Natriumsalz zeigt mit steigender Polymerkonzentration im Fluid den erwarteten Anstieg des ER-Effekts. Problematisch f{\"u}r die technische Anwendung dieses Materials als ER-Fluid ist die hohe Stromdichte, die erh{\"o}hte Sicherheitsmaßnahmen erforderlich macht. Bei den ER-Fluiden auf Basis von sulfonierten Polystyrolcopolymeren werden die Partikel durch Suspensionspolymerisation aus Styrol und Divinylbenzol hergestellt. Bei der Herstellung der Polymerpartikel wurden Parameter wie die Art der Kationen, die Sulfonierungsart, der Vernetzungsgrad und die chemische Zusammensetzung systematisch ge{\"a}ndert. So konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz von unterschiedlichen Kationen bei gleicher Polymerzusammensetzung und Sulfonierungsmethode der ER-Effekt bei den Natriumkationen f{\"u}r die geplante Anwendung am gr{\"o}ßten ist. Durch geeignete Wahl der Sulfonierungsmethode f{\"u}r das Polymer l{\"a}sst sich eine Steigerung des ER-Effekts bei gleicher Partikelgr{\"o}ße und gleichen Kationen erreichen. Schließlich hat auch die H{\"a}rte des Polymers einen Einfluss auf den ER-Effekt. Durch geeignete Wahl der H{\"a}rte des Polymers, der Sulfonierungsmethode und der Art der Kationen l{\"a}sst sich ein Maximum beim ER-Effekt erreichen. Dieses Maximum l{\"a}sst sich durch die Ver{\"a}nderung der Monomerzusammensetzung, wie der Substitution von Styrol durch trans-Stilben, steigern. Auch hier steigt mit zunehmender Partikelkonzentration im Fluid die Gr{\"o}ße des ER-Effekts. Bei der Betrachtung der Wirkung der Fluide im Plattenaktor zeigte sich, dass die Gr{\"o}ße des ER-Effekts im Schermodus, bestimmt im Elektrorheometer, z.T. verifiziert werden konnte. Die erreichte Kraftwirkung im Plattenaktor ist somit direkt proportional zur Gr{\"o}ße des ER-Effekts. F{\"u}r die Anwendung im Aktorsystem l{\"a}sst sich Poly(natriumacrylat)-ERF verwenden. Das ER-Fluid besitzt ein hohes zeitlich stabiles ER-Schermodul bei gleichzeitig niedriger Stromdichte. Einen zeitlich stabilen ER-Effekt weisen auch die sulfonierten Polystyrolcopolymere auf, jedoch ist die Stromdichte f{\"u}r die Anwendung deutlich zu hoch. Aus diesem Grund und wegen des kleineren ER-Effekts ist eine Verwendung des ER-Fluids auf Basis von Naphthalin-2-sulfons{\"a}ure nicht von Vorteil. Da die von mir verwendeten partikelhaltigen Fluide aufgrund des Dichteunterschieds zwischen den Partikeln und dem Fluid nicht sedimentationsstabil sind, ist eine Stabilisierung der Fluide durch bessere Dichteanpassung f{\"u}r die technische Anwendung im Aktor empfehlenswert. Aus den Versuchen ergibt sich, dass mit den ER-Fluiden Kr{\"a}fte bis 2,3 N bei 3 kV/mm (Gleichspannung) im Plattenaktor erreicht werden konnten. Daraus l{\"a}sst sich schlussfolgern, dass diese hergestellten ER-Fluide in einem miniaturisierten Aktorsystem Wirkung zeigen, sofern nur die Wirkfl{\"a}che, nicht aber die Elektrodengeometrie ge{\"a}ndert wird. Das Mikroaktorarray, welches auf dem Plattenaktor basiert, soll zur Darstellung von Festigkeitsverteilungen von Ultraschallelastogrammen dienen. Als weitere Anwendungsfelder f{\"u}r ein solches Array lassen sich technische Bereiche nennen, bei denen der Mensch durch die Umgebungen Gefahren ausgesetzt ist. In diese Rubrik fallen z.B. die Raumfahrt. Auch Bereiche, bei denen große Entfernungen {\"u}berbr{\"u}ckt werden sollen, wie Tele-Instandhaltung, Telemedizin und Teleshopping, w{\"a}ren zu nennen.},
  subject      = {Elektrorheologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Katschorek2005,
  author    = {Katschorek, Haymo},
  title     = {Optimierung der Barriereeigenschaften hybridpolymerer Beschichtungssysteme},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16356},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Quellf{\"a}hige nat{\"u}rliche Schichtsilicate k{\"o}nnen nach vorheriger Modifizierung als nanoskalige Barrieref{\"u}llstoffe f{\"u}r hybridpolymere Beschichtungen eingesetzt werden. Durch Ionenaustausch nach der „Onium-Methode" wurden aus nat{\"u}rlichem Montmorillonit unterschiedlich modifizierte organophile Schichtsilicate hergestellt, die mit thermisch oder strahlenh{\"a}rtenden Barrierelacken vertr{\"a}glich sind. Als Modifizierungsreagenzien kamen neben aliphatischen auch olefinische und alkoxysilylfunktionelle Ammonium-Verbindungen zum Einsatz. Beschichtungen aus den modifizierten Barrierelacken zeigten teilweise deutlich verbesserte Sauerstoffbarriereeigenschaften. Ein signifikanter Einfluß auf die Wasserdampfbarriere war bei diesem F{\"u}llstoffanteil nicht festellbar. Die optische Transparenz der hybridpolymeren Barriereschichten wird auch durch Anteile von bis zu 5 Gew. \% an Schichtsilicat nicht nennenswert beeinflusst. Dies belegen UV-VIS-Spektren.Aufgrund der deutlichen Steigerung der Sauerstoffbarrierewirkung unter Beibehaltung der optischen Transparenz der Beschichtung stellt die Kombination von modifizierten Schichtsilicaten mit hybridpolymeren Barrierelacken daher eine interessante Alternative zu den bisher eingesetzten Barrieresystemen ohne F{\"u}llstoff dar. Der Einfluss von Lacklagerung, Lackkomponenten und H{\"a}rtungsbedingungen im Hinblick auf die Struktur und Sperrwirkung von Hybridpolymerschichten wurde im zweiten Teil dieser Arbeit untersucht. Dabei wurden die Ergebnisse struktureller Untersuchungen durch 29Si, 13C- und 27Al-NMR-Spektroskopie mit Barrieremessungen korreliert. Der letzte Teil der Arbeit befasst sich mit der Optimierung von Migrationsschutzschichten. Hybridpolymere bieten neben einer Barrierewirkung gegen{\"u}ber Gasen und D{\"a}mpfen auch einen wirksamen Schutz gegen die Migration weiterer chemischer Substanzen, wie z.B. Weichmachern. Am Beispiel eines strahlenh{\"a}rtenden hybridpolymeren Lackes wurde {\"u}ber die Formulierung des Lackes eine Korrelation zwischen Migrations- und Sauerstoffbarrierewirkung hergestellt.},
  subject      = {Metallorganische Polymere},
  language  = {de}
}
@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{Holzner2006,
  author    = {Holzner, Stefan},
  title     = {Herstellung und Charakterisierung carbons{\"a}uremodifizierter Sol-Gel-Vorstufen von Mullit},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17473},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Nach dem Sol-Gel-Verfahren wurden carbons{\"a}uremodifizierte Mullitvorstufen hergestellt und charakterisiert. Dabei wurde die Kettenl{\"a}nge der zur Synthese der Sole verwendeten Carbons{\"a}uren variiert. Es zeigte sich, dass die s{\"a}urekatalysierte Kondensation der Siliciumkomponente zu linearen, oligomeren Si-O-Si-Ketten in Propions{\"a}uresolen bereits bei Raumtemperatur erfolgt. In Hexan- und Nonans{\"a}uresolen ist dagegen aufgrund der gr{\"o}ßeren sterischen Abschirmung der Siliciumspezies durch {\"u}ber Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen gebundene Carbons{\"a}uren keine Kondensation der Monomere m{\"o}glich. Beim Einengen der Sole zu einem Pulver resultietren amorphe oder teilkristalline Mullitvorstufen, die sich in ihrer Struktur und ihrem Kristallisations- und Verdichtungsverhalten unterschieden.},
  subject      = {Mullit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Strohm2005,
  author    = {Strohm, Holger},
  title     = {Fl{\"u}ssigphasenabscheidung von Titandioxid auf Polymerlatex-Templaten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15767},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Es wurde der Einfluss einer Substratfunktionalisierung auf die Fl{\"u}ssigphasenabscheidung von TiO2 auf dispersen Polymerlatexpartikeln in w{\"a}ssriger L{\"o}sung untersucht. Als Partikelsubstrate wurden zwei verschiedene Polystyrol-Latizes verwendet: Ein Latex mit einer geringen negativen Oberfl{\"a}chenladungsdichte (PS-Latex) und ein carboxylatfunktionalisierter Latex (PSC-Latex) mit einer hohen Dichte oberfl{\"a}chengebundener Ladungen. Durch die Adsorption von Polyelektrolyten aus w{\"a}ssriger L{\"o}sung konnte eine systematische Variation der Oberfl{\"a}chenfunktionalisierung erreicht werden. Dazu war bereits die Adsorption eines einzelnen kationischen Layers bzw. eines Polyelektrolytionenkomplexes durch die sequentielle Adsorption eines kationischen und eines anionischen Polyelektrolyten ausreichend, um eine effektive Kontrolle der TiO2-Abscheidung erzielen. Die Adsorption der kationischen Polymere PDADMAC und PAH sowie der anionischen Polymere PAA und PSS wurde mittels Zetapotentialmessungen untersucht. Bei der Adsorption von PDADMAC bzw. PAH auf dem schwach negativ geladenen PS-Latex konnte die in der Literatur beschriebene {\"U}berkompensation der Oberfl{\"a}chenladung, die einen Vorzeichenwechsel des Zetapotentials zur Folge hat, nicht beobachtet werden. Ebenso f{\"u}hrte die zus{\"a}tzliche Adsorption von PAA nicht zu einer signifikanten {\"A}nderung des Zetapotentials. Dagegen war die Adsorption von PSS durch ein deutlich negatives Zetapotential nachweisbar. Die erfolgreiche Adsorption von PDADMAC und PAH auf den unfunktionalisierten PS-Partikeln konnte mit Hilfe des Fluoreszenzmarkers 4-PSA direkt nachgewiesen werden. Die Adsorption der Polyelektrolyte auf dem Carboxylatlatex war durch deutliche Verschiebungen im pH-Profil des Zetapotentials nachweisbar. Mit der Adsorption entgegengesetzt geladener Polyelektrolyte konnte eine Umladung der Partikel erreicht werden, die allerdings nur in begrenzten pH-Bereichen zu beobachten war. Voraussetzung f{\"u}r die Abscheidung geschlossener TiO2-Schichten auf den jeweiligen Latexpartikeln war eine geeignete Oberfl{\"a}chenmodifikation. Die TiO2-Abscheidung auf dem PS-Latex war stark von der Art der Polyelektrolytlayer und dem pH-Wert der LPD-L{\"o}sung abh{\"a}ngig. Durch die Adsorption von PDADMAC bzw. PAH wurde eine deutliche Erh{\"o}hung der Keimdichte auf der Oberfl{\"a}che erreicht. Die zus{\"a}tzliche Adsorption von PAA war notwendig, um geschlossene Schichten zu erhalten. Auf PSC-Partikeln wurde mit allen untersuchten Polyelektrolytmodifikationen die Abscheidung dicht geschlossene Schichten erreicht, so dass eine Beteiligung der oberfl{\"a}chengebundenen Carboxylatgruppen an der Schichtbildung nahe liegt. Dabei war die Morphologie der LPD-Schichten weitgehend unabh{\"a}ngig vom Zetapotential der Latexpartikel und es konnte kein einfacher Zusammenhang zwischen der Oberfl{\"a}chenladung des Substrats und der TiO2-Abscheidung herausgearbeitet werden. Es wurden deutliche Unterschiede in den TiO2-Abscheidungsraten auf den verschiedenen Polyelektrolytlayern gefunden. Die Abscheidung von glatten, gleichm{\"a}ßigen Schichten erfolgte dabei deutlich langsamer als die Bildung ungleichm{\"a}ßiger Schichten. Glatte Schichten wiesen in zu Beginn der Abscheidung eine hohe Keimdichte auf. Schichten mit ungleichm{\"a}ßiger Dicke entstanden durch schnelles, inselartiges Wachstum der Schicht ausgehend von einer niedrigen Keimdichte. Auf der Grundlage der Unterschiede in den Wachstumsgeschwindigkeiten der Schichten und dem Auftreten von homogenen Pr{\"a}zipitaten wurde ein Abscheidungsmechanismus durch Aggregation kolloidaler TiO2-Partikel aus homogener Nukleation in der L{\"o}sung diskutiert. Durch die Selbstorganisation einer Monolage von polyelektrolytfunktionalisierten Latexpartikeln an der Phasengrenze einer Octanolemulsion in Wasser konnten sph{\"a}rische Template mit einer geordneten Oberfl{\"a}chenstruktur f{\"u}r die Mineralisation von Hohlkapseln erzeugt werden. Durch die TiO2-Abscheidung auf den Latexpartikeln und in den Zwickeln der Monolage wurden Kompositkapseln in einem Gr{\"o}ßenbereich von 50-150 µm mit einer hierarchisch strukturierten Oberfl{\"a}che erhalten. Durch Aufl{\"o}sen des Polymertemplats in Toluol und Kalzinieren der Kompositkapseln wurden Hohlkugeln aus einem por{\"o}sen anorganische Ger{\"u}st erzeugt. Die Mikrostruktur der auf den selbstorganisierten Templaten abgeschiedenen TiO2-Schicht in Abh{\"a}ngigkeit von der Kalzinierungstemperatur wurde durch Stickstoffsorptionsmessungen sowie R{\"o}ntgendiffraktometrie charakterisiert und die photokatalytische Aktivit{\"a}t der getemperten Kapseln wurde anhand des UV-induzierten Abbaus von Dichloressigs{\"a}ure untersucht.},
  subject      = {Fl{\"u}ssiger Zustand},
  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}
}
@phdthesis{Klimera2006,
  author    = {Klimera, Andreas},
  title     = {Festigkeitssteigerung von Aluminiumnitrid-Keramiken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26213},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Mechanismen zur Steigerung der Festigkeit von Aluminiumnitrid-Keramik. Es wurden drei Ans{\"a}tze der Festigkeitssteigerung befolgt: Dispersionsverfestigung und Gef{\"u}gever-feinerung, Entwicklung von Randschichtspannungen infolge der Phasenumwandlung ZrN/ZrO2 und eine Modifizierung der Sinterkurve mit dem Ziel, eine homogene Verteilung der Sekund{\"a}rphase zu erreichen. Die Festigkeitssteigerung mit Hilfe der Dispersionsverfestigung und Gef{\"u}geverfeinerung f{\"u}hrte nicht zum gew{\"u}nschten Ergebnis. Die Korngr{\"o}ße konnte bis zu 30\% verfeinert werden, was jedoch keine Erh{\"o}hung der Festigkeit mit sich brachte. Durch eine W{\"a}rmebehandlung ZrN-haltiger AlN-Keramik bei 600°C kam es zur Oxidation von ZrN. Dies f{\"u}hrte zu der Umwandlung von ZrN in ZrO2 im oberfl{\"a}chennahen Bereich, die mit einer Volu-menzunahme verbunden war. Auf diese Weise wurden in der Keramik Randschichtspannungen erzeugt, die zu einer Steigerung der Festigkeit um 28\% im Vergleich zur Standardprobe f{\"u}hrten. Im AIN-Gef{\"u}ge wurden Bereiche beobachtet, die einen hohen Anteil an Sekund{\"a}rphase aufwiesen sowie Bereiche, die sekund{\"a}rphasenfrei waren. Diese Segregation ist von der Benetzung des AlN durch Sekund{\"a}rphase w{\"a}hrend der Sinterung abh{\"a}ngig. Die Benetzung wird durch den Dihedral-winkel beschrieben. Bei Dihedralwinkeln oberhalb 60° wird die Sinterung instabil und es kommt zu einer Segregation der Sekund{\"a}rphase. Der Verlauf der AlN-Sinterung konnte erstmalig in situ beobachtet werden. Die Sinterschwindung wurde mit Hilfe der optischen Dilatometrie, die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit mittels Laser-Flash-Methode ge-messen. Auf der Grundlage von In-Situ-Messungen konnte die Benetzung von AlN durch die Sekund{\"a}rphase w{\"a}hrend der Sinterung verstanden werden. Der Dihedralwinkel f{\"a}llt mit steigender Temperatur und steigt w{\"a}hrend einer Haltezeit. Durch die Modifikation der Sinterkurve konnte ein Gef{\"u}ge mit gleichm{\"a}ßig und homogen verteilter Sekund{\"a}rphase hergestellt werden. Dies f{\"u}hrte zur Steigerung der Festigkeit um 29\% im Vergleich zu einer Standardprobe.},
  subject      = {Aluminiumnitrid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lange2003,
  author    = {Lange, Uta},
  title     = {Einfluß der Korngr{\"o}ße auf die morphotrope Phasengrenze in Sol-Gel abgeleiteten Nd-dotierten PZT-Keramiken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10175},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Bleizirkonattitanat-Keramiken (PZT) werden f{\"u}r die Anwendung als Sensor oder Aktuator in vielf{\"a}ltigen Geometrien und {\"u}ber sehr unterschiedliche Verfahren hergestellt. Aus technologischenGr{\"u}nden ergeben sich bei einigen dieser Verfahren Besonderheiten im Gef{\"u}ge wie z.B.ein hoher Porenanteil oder kleine mittlere Korngr{\"o}ßen. Da sich diese Parameter auf die Eigenschaften eines ferroelektrischen Materials auswirken, ist die Gef{\"u}geabh{\"a}ngigkeit der Materialeigenschaften von PZT-Keramiken von verschiedenen Arbeitsgruppen detailliert untersucht worden. {\"U}ber die Auswirkungen sehr kleiner Korngr{\"o}ßen bestand in der Literatur dennoch bisher Uneinigkeit. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit feink{\"o}rnige PZT-Keramiken, die {\"u}ber ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt wurden, im Bezug auf die Material- und strukturellen Eigenschaften untersucht. Dabei war besonders die morphotrope Phasengrenze (MPG) rhomboedrisch-tetragonal von Interesse. Messungen der dielektrischen und ferroelektrischen Eigenschaften zeigten unterhalb einer Grenzkorngr{\"o}ße von etwa 1 µm einen starken Einfluß des Gef{\"u}ges und f{\"u}hrten zu der Annahme, daß sich die MPG mit abnehmender Korngr{\"o}ße zu titanreicheren Zusammensetzungen verschiebt. Diese Vermutungen konnten durch quantitative Phasenanalysen auf der Basis von Pulverbeugungsdiagrammen best{\"a}tigt werden. In Analogie zu in der Literatur dokumentierten Arbeiten m{\"u}ssen innere Spannungen als Ursache dieser Verschiebung angenommen werden. Bisher wurde davon ausgegangen, daß solche inneren Spannungen bei der ferroelektrischen Umwandlung durch die Klemmung der K{\"o}rner in der keramischen Matrix entstehen und nur in dichtgesinterten Keramiken auftreten k{\"o}nnen. Die in dieser Arbeit untersuchten Proben weisen aufgrund der Herstellungsmethode gleichzeitig mit der Abnahme der Korngr{\"o}ße jedoch einen erh{\"o}hten Porenanteil auf. Dennoch wurde mit abnehmender Korngr{\"o}ße eine zunehmende Klemmung beobachtet. Erg{\"a}nzend dazu wurden keine signifikanten Unterschiede in der Kristallstruktur und im Phasenbestand zwischen gem{\"o}rserten und ungem{\"o}rserten Proben festgestellt. Die Klemmung muß daher in den Kristalliten selbst auftreten und ist auf die Verzerrung des Kristallgitters im Bereich von Dom{\"a}nenw{\"a}nden zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Die bei kleinen K{\"o}rnern ausgebildeten Dom{\"a}nen im nm-Bereich sind fast vollst{\"a}ndig verspannt. Diese Verspannung f{\"u}hrt zu einer Deformation der Elementarzellen, und wie durch Berechnungen nach der Devonshire-Theorie nachgewiesen wurde, zur Ver{\"a}nderung der Freien Enthalpie der tetragonalen und rhomboedrischen Phase. Die tetragonale Struktur wird destabilisiert und die MPG verschiebt sich zu h{\"o}heren Titangehalten. F{\"u}r die technische Anwendung solcher feink{\"o}rniger Keramiken muß diese Verschiebung der Phasengrenze ber{\"u}cksichtigt werden. Der Versatz ist mit einem entsprechen h{\"o}heren Titangehalt zu versehen, um die optimalen Materialeigenschaften im Bereich der morphotropen Phasengrenze nutzen zu k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Grassmann2003,
  author    = {Graßmann, Olaf},
  title     = {Biomimetische Materialabscheidung in funktionalisierten Hydrogelmatrices},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6521},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In Analogie zu nat{\"u}rlichen Proteinger{\"u}sten wurden poly-Acrylamid-Hydrogele mit polaren funktionellen Gruppen modifiziert, die in der Biomineralisation eine wichtige Rolle spielen. Durch gezielte Variation der Synthesebedingungen ist es m{\"o}glich, Art, Gehalt und r{\"a}umliche Anordnung der ionischen Funktionalit{\"a}ten in den Copolymernetzwerken einzustellen. Die Hydrogele wurden in einer Doppeldiffusionsanordnung zur Mineralisation von CaCO3 eingesetzt und die Ergebnisse mit Gelatinegel als nat{\"u}rlichem Reaktionsmedium verglichen. Entgegen der urspr{\"u}nglichen Erwartungen konnten in Gelatinegel keine Hinweise auf molekular-chemische Wechselwirkungen zwischen dem Proteinnetzwerk und den Mineralisationsprodukten nachgewiesen werden. Im Verlauf der Kristallisation wird die organische Matrix lediglich passiv inkorporiert. Allerdings bewirkt die heterogene Verteilung in den hantel{\"a}hnlichen Kompositpartikeln die Auff{\"a}cherung der Wachstumsfronten, so daß sich im Verlauf des Kristallwachstums eine Zwillingsstruktur der makroskopischen Produkte ausbildet. Der Netzwerkeffekt der organischen Matrix wird jedoch von dem lokalen chemischen Milieu in dem Gelk{\"o}rper {\"u}berlagert. Die {\"A}hnlichkeit der Produkte mit nat{\"u}rlichen Biomineralen weist darauf hin, daß auch Biomineralisationsprozesse lediglich Folge eines unspezifischen chemischen Milieus sein k{\"o}nnen. Deutliche Analogien zu nat{\"u}rlichen Biomineralisationsprodukten wurden bei der Materialabscheidung in unfunktionalisierten poly-Acrylamid-Hydrogelen beobachtet. Die oktaedrische Form der Mineralisationsprodukte ist untypisch f{\"u}r Calcit und kennzeichnet einen spezifischen Kristallisationsmechanismus. Obwohl die Aggregate aus zahlreichen rhomboedrischen Calcit-Bausteinen zusammengef{\"u}gt sind, weisen die makroskopischen Produkte eine gest{\"o}rte einkristalline Struktur auf. Das große Mosaik der R{\"o}ntgenbeugungsmaxima ist auf die Fehlorientierung koh{\"a}rent streuender Bereiche zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen wurde ein Aggregationsmodell postuliert: Die simultane orientierte Verwachsung rhomboedrischer Untereinheiten sowie das Fl{\"a}chenwachstum dieser Bausteine f{\"u}hrt zu der oktaedrischen Morphologie der Aggregate. Die prinzipielle Analogie der Mineralisationsprodukte mit vielen Biomineralen richtet den Blick auf die Frage, inwieweit alleine die physikalische Struktur extrazellul{\"a}rer Matrices eine wichtige Rolle bei der Biomineralisation spielt. Die Ergebnisse der Mineralisationsversuche in Sulfonat-funktionalisierten Hydrogelen untermauern den dominanten Effekt der Netzwerkstruktur. Die stark polaren funktionellen Gruppen modifizieren lediglich die Morphologie der Aggregate, f{\"u}hren aber nicht zu einer grundlegenden Ver{\"a}nderung der Nukleation und des Wachstumsmechanismus. Demgegen{\"u}ber zeigt sich in Carboxylat-funktionalisiertem poly-Acrylamid eine deutlich erh{\"o}hte Keimdichte und eine intermedi{\"a}re Stabilisierung von Vaterit. Dieser spezifische Einfluß der Carboxylatgruppen auf die Keimbildung relativiert das oft f{\"u}r Biomineralisationsvorg{\"a}nge postulierte ionotrope Nukleationsmodell und unterstreicht die Notwendigkeit einer stereochemischen Verwandtschaft zwischen den organischen Funktionalit{\"a}ten und der entstehenden Kristallphase. Besonders deutlich wird die Bedeutung der Carboxylatgruppen bei der Mineralisation in Gelmatrices, die mit poly-L-Aspartat versetzt wurden. Die Wirkungsweise des Gelatinegels sowie der Kompartimenteffekt des poly-Acrylamid wird durch die Wechselwirkung des Additivs mit der anorganischen Phase {\"u}berkompensiert: Im Verlauf der Doppeldiffusion entstehen in den untersuchten Hydrogelen Vaterit-Agglomerate, die permanent stabilisiert sind. Da die Kristallisationsmechanismen der reinen Gelmatrices rhomboedrische Calcit-Keimkristalle voraussetzen, werden die Netzwerkeffekte durch die Bildung sph{\"a}rischer Vaterit-Partikel außer Kraft gesetzt. M{\"o}glicherweise beruht auch die Morphogenese nat{\"u}rlicher Biomineralisationsprodukte auf einem Wechselspiel des physikalischen Netzwerkeffekts einer extrazellul{\"a}ren Matrix und der Wirkungsweise modifikationsselektiver Makromolek{\"u}le. In den unterschiedlichen Hydrogelmatrices sind, trotz einheitlicher Versuchsbedingungen, drei grunds{\"a}tzlich verschiedene Kristallisationsmechanismen des Calcits wirksam: In Gelatinegel kommt es zu lagenweisem Wachstum, die oktaedrischen Produkte aus poly-Acrylamid gehen auf die Aggregation vorgeformter Untereinheiten zur{\"u}ck und in Carboxylat-funktionalisierten Netzwerken entstehen sph{\"a}rolithische Kristalle. Diese Ergebnisse belegen auf anschauliche Weise eine Wechselwirkung der organischen Matrix mit der anorganischen Phase. In nat{\"u}rlichen Systemen wird dieser Effekt durch komplexe genetische und zellul{\"a}re Prozesse gesteuert, die sich in-vitro nicht simulieren lassen. Allerdings weisen die Analogien der Mineralisationsversuche mit nat{\"u}rlichen Biomineralisationsprozessen auf vergleichbare Prinzipien hin. Demzufolge k{\"o}nnen die Mechanismen der Biomineralisation verh{\"a}ltnism{\"a}ßig trivial sein, allein die biologische Reproduzierbarkeit der Materialabscheidung setzt ein hohes Maß an genetischer Steuerung voraus. Von einer weiterf{\"u}hrenden Untersuchung der Mechanismen, die der Biomineralisation zugrunde liegen, sind wesentliche Impulse f{\"u}r eine biomimetische Materialsynthese zu erwarten. Wie die spezifische Wechselwirkung der Carboxylatgruppen mit der Kristallphase nahelegt, sollten die molekular-chemischen Effekte polarer funktioneller Gruppen im Mittelpunkt des Interesses stehen. F{\"u}r ein besseres Gesamtverst{\"a}ndnis muß daher eine Br{\"u}cke zwischen der "mesoskopischen" Wirkung gelartiger Medien und entsprechenden Vorg{\"a}ngen auf atomarer Skala geschlagen werden. Die atomaren Mechanismen bei der Kristallisation von CaCO3 in Gegenwart verschiedener Additive werden in einem Partnerprojekt an der Universit{\"a}t M{\"u}nster untersucht [Set03]. Die Zusammenf{\"u}hrung dieser beiden Sichtweisen l{\"a}ßt ein tiefgreifendes Verst{\"a}ndnis der allgemeinen Prinzipien der Biomineralisation erwarten.},
  subject      = {Hydrogel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Iuga2007,
  author    = {Iuga, Maria},
  title     = {Ab Initio and Finite Element Simulations of Material Properties in Multiphase Ceramics},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26246},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {In the present study numerical methods are employed within the framework of multiscale modeling. Quantum mechanics and finite element method simulations have been used in order to calculate thermoelastic properties of ceramics. At the atomic scale, elastic constants of ten different ceramics (Al2O3, alpha- and beta-SiC, TiO2-rutile and anatase, AlN, BN, CaF2, TiB2, ZrO2) were calculated from the first principles (ab-initio) using the density functional theory with the general gradient approximation. The simulated elastic moduli were compared with measured values. These results have shown that the ab-initio computations can be used independently from experiment to predict elastic behavior and can provide a basis for the modeling of structural and elastic properties of more complex composite ceramics. In order to simulate macroscopic material properties of composite ceramics from the material properties of the constituting phases, 3D finite element models were used. The influence of microstructural features such as pores and grain boundaries on the effective thermoelastic properties is studied through a diversity of geometries like truncated spheres in cubic and random arrangement, modified Voronoi polyhedra, etc. A 3D model is used for modeling the microstructure of the ceramic samples. The measured parameters, like volume fractions of the two phases, grain size ratios and grain boundary areas are calculated for each structure. The theoretical model is then varied to fit the geometrical data derived from experimental samples. The model considerations are illustrated on two types of bi-continuous materials, a porous ceramic, alumina (Al2O3) and a dense ceramic, zirconia-alumina composite (ZA). For the present study, alumina samples partially sintered at temperatures between 800 and 1320 C, with fractional densities between 58.4\% and 97\% have been used. For ZA ceramic the zirconia powder was partially stabilized and the ratio between alumina and zirconia was varied. For these two examples of ceramics, Young's modulus and thermal conductivity were calculated and compared to experimental data of samples of the respective microstructure. Comparing the experimental and simulated values of Young's modulus for Al2O3 ceramic a good agreement was obtained. For the thermal conductivity the consideration of thermal boundary resistance (TBR) was necessary. It was shown that for different values of TBR the experimental data lie within the simulated thermal conductivities. In the case of ZA ceramic also a good agreement between simulated and experimental values was observed. For smaller ZrO2 fractions, a larger Young's modulus and thermal conductivity was observed in the experimental samples. The discrepancies have been discussed by taking into account the effect of pressure. Considering the dependence of the thermoelastic properties on the pressure, it has been shown that the thermal stresses resulting from the cooling process were insufficient to explain the discrepancies between experimental and simulated thermoelastic properties.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@article{MillerWintzheimerPrieschletal.2021,
  author    = {Miller, Franziska and Wintzheimer, Susanne and Prieschl, Johannes and Strauss, Volker and Mandel, Karl},
  title     = {A Supraparticle-Based Five-Level-Identification Tag That Switches Information Upon Readout},
  series = {Advanced Optical Materials},
  volume    = {9},
  journal   = {Advanced Optical Materials},
  number    = {4},
  doi       = {10.1002/adom.202001972},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-224469},
  year      = {2021},
  abstract  = {Product identification tags are of great importance in a globalized world with increasingly complex trading routes and networks. Beyond currently used coding strategies, such as QR codes, higher data density, flexible application as well as miniaturization and readout indication are longed for in the next generation of security tags. In this work, micron-sized supraparticles (SPs) with encoded information (ID) are produced that not only exhibit multiple initially covert identification levels but are also irreversibly marked as "read" upon readout. To achieve this, lanthanide doped CaF\(_{2}\) nanoparticles are assembled in various quantity-weighted ratios via spray-drying in presence of a broad-spectrum stealth fluorophore (StFl), yielding covert spectrally encoded ID-SPs. Using these as pigments, QR codes, initially dominated by the green fluorescence of the StFl, could be generated. Upon thermal energy input, these particle-based tags irreversibly switch to an activated state revealing not only multiple luminescent colors but also spectral IDs. This strategy provides the next generation of material-based security tags with a high data density and security level that switch information upon readout and can be, therefore, used as seal of quality.},
  language  = {en}
}