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Synergismen bei der Erosion von amorphen Kohlenwasserstoffschichten mit niederenergetischen und thermischen Teilchenstrahlen, eine In-Situ-Ellipsometriestudie
(2007)
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Michael Schlüter
- Die Erosion von amorphen Kohlenwasserstoff-Schichten (a-C:H-Schichten) durch kombinierten Beschuss von quantifizierten Teilchenstrahlen von Ionen und chemisch reaktiven Spezies wurde mittels Ellipsometrie untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wurden folgende Kombinationen untersucht: (1) Edelgasionen + H°, (2) N2-Ionen und N2-Ionen + H° und (3) Ar-Ionen + O2. Die Ionenenergie wurde zwischen 20 und 900 eV und die Probentemperatur zwischen 110 und 950 K variiert. In allen Fällen wurden synergetische Effekte beobachtet: Die Erosionsrate bei der gleichzeitigen Wechselwirkung ist deutlich höher als die Summe der einzelnen Erosionsraten durch energetische Ionen (physikalische Zerstäubung) und thermische chemisch reaktive Teilchen (chemische Erosion). Zwei unterschiedliche Synergismen wurden beobachtet und ein Modell der Erosion von a-C:H-Schichten wurde entwickelt: (I) Bei tieferen Temperaturen spielt die chemische Erosion durch thermische H°, N° oder O2 eine unbedeutende Rolle, so dass als einzig möglicher Erosionsmechanismus ein ioneninduzierter Prozess in Frage kommt: Die Ionen brechen zuerst C-C-Bindungen in der Schicht auf danach reagieren die chemisch reaktiven Spezies mit diesen gebrochenen Bindungen innerhalb ihrer Reichweite chemisch und bilden flüchtige Produkte C:X (X=H, N, O). Dieser Synergismus ist temperaturunabhängig und bekannt als chemische Zerstäubung. Im Fall Ar-Ionen + O2 wurde ein Anstieg der Erosionsausbeute mit sinkenden Temperaturen (110-300 K) beobachtet. Das lässt sich durch einen von der O2-Bedeckung abhängigen Erosionsprozess bei tiefen Temperaturen erklären. Die Erosionsausbeute, die proportional zur O2-Bedeckung angenommen wird, steigt mit fallenden Temperaturen. Die Implementierung eines Adsorption-Desorption-Mechanismus für die temperaturabhängige O2-Bedeckkung im Modell ergibt gute Übereinstimmung mit den Daten. Die Messungen der chemischen Zerstäubung durch Ar-Ionen + Wasser zeigte eine ähnliche Temperaturabhängigkeit der Erosionsausbeuten bei tiefen Temperaturen (110-200 K). (II) Wie erwartet wird bei hohen Temperaturen (über 330 K für H° und über 700 K für O2) die Erosion durch H° oder Verbrennung durch O2 wichtig. Allerdings, ist die Erosionsausbeute durch Ionen + H° oder Ionen + O2 deutlich höher als die Summe der Erosionsausbeuten durch chemische Zerstäubung und die Ausbeute der chemischen Erosion durch H° bzw. O2. Ein Mechanismus für diesen neuen Synergismus wurde vorgeschlagen: Eine ioneninduzierte Erhöhung der chemischen Erosion. Schädigung durch den Ionenbeschuss (gebrochene C-C-Bindungen) aktiviert die Oberfläche und erhöht die chemische Erosion. Die Implementierung dieses Mechanismus im Modell ermöglicht eine Beschreibung der Daten bei diesen hohen Temperaturen. Die Gesamterosionsausbeute ergibt sich daher aus der Summe der Ausbeuten der physikalischen Zerstäubung, der chemischen Erosion und der Ausbeuten der zwei Synergismen, dem Prozess der chemischen Zerstäubung (I) und dem Prozess der ioneninduzierten Erhöhung der chemischen Erosion (II). Das Modell beschreibt die gemessenen Erosionsausbeuten in Abhängigkeit von Energie, Teilchenfluss und Temperatur sehr gut.
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The Creolization of Food in New Orleans
(2007)
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Petra Block
- Einer der zentralen Begriffe der Arbeit ist Kultur. Kultur wird hier nicht als etwas Abgegrenztes oder Statisches verstanden, sondern als kreativer Prozess. Kultur besteht aus zwei Polen: einem statischen und einem dynamischen. Auf der statischen Seite wird Kultur verstanden als „Zivilisation“, die von Normen bestimmt wird. Die dynamische Seite beinhaltet den politischen Gehalt und hier dominiert die Kreativität. Beide Betrachtungsweisen verdeutlichen das Spannungsfeld zwischen der Alten Welt mit dem Verständnis von Kultur als Zivilisation und der Neuen Welt, mit der Abwesenheit einer „High Culture“, einer größeren Verfügbarkeit von Natur und dem Gedankengut des Republikanismus. Neben Kultur ist der wichtigste Kernbegriff Kreolisierung mit zwei Verständnisweisen: Einerseits steht Kreolisierung für einen permanenten, symbiotischen Prozess, getragen durch Vielzahl und Konflikt. Andererseits für, speziell auf NO bezogen, ein kulturelles Kapital der frankophonen Kreolen. In der Frühkolonialen Periode entstand durch Kreolisierung eine indigene eigene Kultur im südlichen Louisiana. Hierfür waren bestimmte Rahmenbedingungen ausschlaggebend: NO war nur von Randbedeutung für die Europäischen Mächte und wurde entsprechend vernachlässigt. Daraus folgte eine unzureichende Besiedlung und Versorgung durch das jeweilige Mutterland. Es wurde nur wenig Druck ausgeübt, die Normen der jeweiligen Kolonialmacht anzunehmen. So entstand eine eigene Kreolische Kultur als verbindendes Element. Dazu kam die besondere geographische Lage. Ein großes Nahrungsangebot war zwar existent, doch weitgehend unzugänglich für Europäer. Ein enger Kontakt zu den ansässigen Indianern wurde zur Vorraussetzung fürs Überleben. Es entstand eine Early Market Economy. Input erhielt dieser Handel dadurch, dass die Plantagenwirtschaft in Louisiana kaum Gewinne abwarf. Sklaven wurden dadurch große Freiheiten bzgl. der Selbstversorgung eingeräumt. Der relativ friedliche Umgang der verschiedenen Ethnien miteinander wurde zudem sanktioniert von der multikulturellen Toleranz eines Colbertianischen Merkantilismus. Auch die spezifischen demographischen Verhältnisse trugen das ihre dazu bei. Die Weißen waren in der Minderheit. Auf der einen Seite gab es eine sehr kleine fragmentierte weiße Gesellschaft ohne nennenswerte Familienstrukturen und auf der anderen Seite eine große relativ intakte selbstbewusste farbige Gesellschaft. Die neu entstehende Esskultur stabilisierte sich daher in den farbigen Gruppen. All diese Vorraussetzungen führten zum Entstehen einer eigenen indigenen kreolischen Kultur in NO. Das kreolische Grundkapital festigte sich bis zum Bürgerkrieg, zum einen durch demographische Auffrischung von den Haitianischen Flüchtlingen. Zum anderen als Widerstandsbewegung gegen eine zunehmende multiethnische Einwanderung angeführt von Angloamerikanern. Kreolen fühlten sich bedroht und errichteten Grenzen und Normen fürs Kreolisch sein. Kreolisierung ist aber nichts Statisches. Der Wandel zur multiethnischen Gesellschaft durch stetige Einwanderung zeigte dies. Vor allem in den 1890ern, als vermehrt Italiener nach NO kamen, die den Kreolisierungsprozess aktiv fortsetzten. Anpassungsprozesse führten zu Spannungen und immer wieder zu neuen Fusionen, die entstehen konnten auf Grund einer hohen Toleranz für Andere und der Bereitschaft eigene Traditionen zu modellieren. Speziell der Bereich Esskultur zeigt die komplexen Strukturen von interkulturellen Anpassungsprozessen. Grundsätzlich bildet Essen die Grundlage der materiellen Kultur einer jeden Gesellschaft. Das Besondere ist aber, dass Essen weitgreifende Funktionen darüber hinaus hat. Das alles Entscheidende hierbei ist die Tatsache, dass wir uns Essen einverleiben – die äußere Welt wird zur Inneren und dadurch wird eine philosophische/religiöse Dimension deutlich und der wichtigste Unterschied zur restlichen materiellen Kultur. Essen ist damit nicht nur Kulturgut, sondern schafft von Innen heraus auch Kulturpraktiken. Darüber hinaus steht Essen aber auch in dem Spannungsfeld zwischen Lust/Genuss und Askese/Vernunft. Essstörungen zeigen die Auswüchse der Gesellschaft – dass Essen uns in dieser Dialektik hält zwischen Lust und Vernunft. Im Hinblick auf NO zeigte sich dieser Gegensatz zwischen dem Überfluss im südl. Louisiana und dem Mangel in der Alten Welt, oder den republikanischen Vorstellungen von Enthaltsamkeit im Norden im Gegensatz zur katholischen oder besser mediterranen Sinnlichkeit in NO. Überfluss und Reichtum sind notwendig um Cuisines entstehen zu lassen. Zusätzlich Bedarf es starker familiärer und regionaler Esstraditionen, die zu einem ethnischen Identitäts-Bewusstsein beitragen. In einem steten Optimierungsprozess, angetrieben durch Neugierde und Lust, entstehen dadurch Cuisines. In Europa kam hier dem Adel und der Bourgeoisie eine wichtige Rolle zu, in NO waren es die frankophonen Creolen.
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Die Steuerung physiologischer Anpassungen von Blattläusen an veränderte ökologische Bedingungen durch endokrine Signale
(2007)
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Nora Kim Becker
- · Durch die Aufreinigung von Blattlausmaterial mittels Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (Reverse-Phase High Performance Liquid Chromatographie) in Kombination mit einem in vitro-Bioassay wurde für ein mutmaßliches Acyrthosiphon pisum-AKH die Aminosäure-Teilsequenz -NFST- erhalten. · Die Suche in den ersten bisher veröffentlichten Sequenzen des Genoms von A. pisum führte zu der Sequenz QVNFTPTWGQamid, die ein mutmaßliches adipokinetisches/ hypertrehalosämisches Peptid darstellt. · Der Stoffbestand der geflügelten (alaten) und der ungeflügelten (apteren) Morphe wurde im letzten Larven- und im Adultstadium analysiert. - Das Frischgewicht der ungeflügelten Morphe ist während des letzten Larvenstadiums und des Adultstadiums höher als das der geflügelten. Das Trockengewicht der Alatae ist nur am ersten Tag des Adultstadiums höher als das der Apterae. - Die geflügelten Blattläuse haben, abgesehen von Tag 10 des Adultstadiums, immer einen höheren Gehalt an Protein als die ungeflügelten. - Der Gehalt an Glykogen steigt bei beiden Morphen zum Ende des letzten Larvenstadiums stark an und nimmt dann mit steigendem Alter wieder ab. - Die geflügelte Morphe hat am Ende des letzten Larvenstadiums und während des Adultstadiums, außer an Tag 3, einen höheren Gehalt an freien Kohlenhydraten als die ungeflügelte Morphe. - Der Lipidgehalt ist bei den Alatae während des letzten Larvenstadiums und bis zu Tag 3 des Adultstadiums höher als bei den Apterae. Bei der geflügelten Morphe nimmt der Gehalt an Lipid bis zum 1. Tag des Adultstadiums zu und dann mit steigendem Alter wieder ab. - Protein ist in allen Altersstadien und bei beiden Morphen der vorherrschende Inhaltsstoff. Glykogen ist am Ende des letzten Larvenstadiums in größerer Menge vorhanden als freie Kohlenhydrate und Lipid, aber im späteren Adultstadium der quantitativ unbedeutenste Bestandteil. · Rosa gefärbte A. pisum haben ein höheres Frischgewicht als heller gefärbte. An Tag drei des Adultstadiums haben rosa gefärbte ungeflügelte Blattläuse einen höheren Kohlenhydratgehalt und rosa gefärbte geflügelte Tiere einen höheren Protein- und Glykogengehalt als heller gefärbte. · Der Einbau von Glucose und Trehalose in Glykogen ist bei den Adulttieren der geflügelten Morphe höher als bei den ungeflügelten Tieren. · Im Adultstadium baut die geflügelte Morphe mehr Acetat in Lipid ein als die ungeflügelte Morphe. Die Lipidsyntheserate steigt bei beiden Morphen von Tag 0 zu Tag 3 des Adultstadiums stark an. · Der Einbau von Acetat in die Lipidklassen Phospholipide, freie Fettsäuren, DAG und TAG konnte nachgewiesen werden. Die ungeflügelte Morphe baut einen höheren Anteil von Acetat in Phospholipide und weniger Acetat in TAG ein als die geflügelte. An Tag 3 des Adultstadiums synthetisieren die Apterae zusätzlich mehr freie Fettsäuren als die Alatae. Die geflügelte Morphe baut indessen an Tag 0 eine größere Menge an Acetat in DAG ein als die ungeflügelte Morphe und synthetisiert an Tag 3 weniger DAG und mehr TAG als zuvor an Tag 0. · Die Zugabe von 5 × 10-4 M Grybi-AKH führt zu einer tendenziellen Hemmung des Acetateinbaus in Gesamtlipid. · Methopren-behandelte geflügelte Tiere bauen mehr Acetat in TAG und weniger Acetat in freie Fettsäuren ein als die Kontrolltiere. · Aufgrund der Trehalase-Aktivität in der Hämolymphe wird in verdünnten Hämolymphproben, die bei Raumtemperatur gelagert werden, Trehalose zu Glucose abgebaut. · Die Hämolmyphe der adulten geflügelten Morphe hat einen höheren Trehalosegehalt als die der ungeflügelten. Der Gehalt an Trehalose nimmt bei den Alatae vom Larvenstadium zum Adultstadium zu. Die topikale Applikation von Grybi-AKH verändert die Trehalosekonzentration in der Hämolymphe nicht.
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Canopy transpiration of beech forests in Northern Bavaria – Structure and function in pure and mixed stands with oak at colline and montane sites
(2007)
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Markus Schmidt
- Mixed stands of broadleaved deciduous tree species are increasing in importance in Bavaria and all of Germany, especially in the context of climate change, forest conversion and sustainable forestry. Very few investigations to date have quantified the canopy transpiration of mixed forest stands, and particularly of mixed stands of European beech and sessile oak. This study shows results of transpiration on different spatial-structural scales (within-tree, whole-tree and stand level) as estimated from xylem sap flow measurements, in two mixed stands in the colline-submontane Steigerwald, a pure beech plot in the Steigerwald and a montane pure beech stand in the Fichtelgebirge in Northern Bavaria. Both the short-term control on transpiration via environmental drivers and longer-term control via structural drivers were analysed. Assessed structural characteristics were stem diameter, tree height, stand density, basal area, sapwood area and leaf area index LAI. At the within-tree level the axial xylem sap flow density, Js, declined radially from outer to inner sapwood in beech. This decrease was stronger in small trees than in large trees. Js at any sapwood depth increased with stem diameter. In oak a significant correlation of Js with stem diameter was only observed in the oak-rich stand. Js in the outer sapwood was the same order of magnitude in beech and oak at a given stem diameter. The seasonal maximum daily whole-tree water use, Qt max, of all studied beech trees was influenced positively but non-linearly by stem diameter, leaf area and sapwood area, whereas in oaks such correlations were weaker. The maximum tree water use per unit leaf area increased with tree height in beech. In oak, values were smaller and followed an opposite trend. At the stand level and at comparable LAI or basal area, maximum daily and seasonal rates of canopy transpiration for the mixed stands in the Steigerwald were 2.3 to 2.7 mm per day and 166 to 217 mm per season, while the highest rates, observed in the pure beech plot in the Steigerwald, reached up to 4.4 mm per day and 349 mm per season. Among the mixed stands, Ec increased with a higher contribution of beech to stand level LAI or sapwood area, As. Maximum daily canopy transpiration, Ec max, increased with increasing LAI. Ec max also increased with As and saturated at the highest values of As observed in the pure beech plots. The pattern of the highest values of maximum diurnal canopy conductance among the sites and species studied reflected that of Ec max. At the higher elevation site in the Fichtelgebirge beech trees with comparable stem diameter achieved rates of Js and Qt max similar to those at the lower elevation site in the Steigerwald. Also at the stand level, the two sites with similar LAI compared well regarding Ec max. The high elevation stand transpired about 120 mm less over the whole season. The results show that systematic relationships exist between structure and function in pure beech stands and in mixed stands with oak; at the within-tree, the whole-tree and the stand level.
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Ausrichtung von Blockcopolymerfilmen im Elektrischen Feld: Eine In-Situ Rasterkraftmikroskopische Untersuchung
(2007)
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Violetta Olszowka
- Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Reorientierung sowohl von dünnen als auch dicken Diblockcopolymerfilmen mit lamellarer Mikrodomänenstruktur im realen Raum untersucht. Die Experimente erfolgten unter Tempern im Lösungsmitteldampf im planaren elektrischen Feld. Es wurden zwei Wege gezeigt, wie lamellare Mikrodomänen aufgestellt und durch ein elektrisches Feld in drei Dimensionen ausgerichtet werden können. In beiden Fällen wurden periodische und hochgeordnete Streifenstrukturen erhalten. Sowohl der Reorientierungsmechanismus der Mikrodomänen als auch der Einfluss des elektrischen Feldes auf die Defektbeweglichkeiten im dünnen Film, wurden mit einem modifizierten AFM, dem so genannten quasi in-situ AFM untersucht. Der Mechanismus der Reorientierung im dicken Film wurde durch eine kombinierte Studie aus AFM, GISAXS, REM und in-situ Ellipsometrie ermittelt. Weiterhin wurden der Verlauf der elektrischen Feldlinien und die Feldstärke für die verwendete Elektrodengeometrie auf der Basis der Finiten-Elemente-Methode simuliert. Ferner wurde der Einfluss des elektrischen Feldes auf den Grad der Ausrichtung für die Polymere SHM und SV untersucht. Hierfür wurden kombinatorische Experimente mit Elektroden in Gradientengeometrie durchgeführt.
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Integral point sets over Z_n^m
(2007)
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Axel Kohnert
Sascha Kurz
- There are many papers studying properties of point sets in the Euclidean space or on integer grids, with pairwise integral or rational distances. In this article we consider the distances or coordinates of the point sets which instead of being integers are elements of Z_n, and study the properties of the resulting combinatorial structures.
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There are integral heptagons, no three points on a line, no four on a circle
(2007)
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Tobias Kreisel
Sasch Kurz
- We give two configurations of seven points in the plane, no three points in a line, no four points on a circle with pairwise integral distances. This answers a famous question of Paul Erdös.
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On the minimum diameter of plane integral point sets
(2007)
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Sascha Kurz
Alfred Wassermann
- Since ancient times mathematicians consider geometrical objects with integral side lengths. We consider plane integral point sets P, which are sets of n points in the plane with pairwise integral distances where not all the points are collinear. The largest occurring distance is called its diameter. Naturally the question about the minimum possible diameter d(2,n) of a plane integral point set consisting of n points arises. We give some new exact values and describe state-of-the-art algorithms to obtain them. It turns out that plane integral point sets with minimum diameter consist very likely of subsets with many collinear points. For this special kind of point sets we prove a lower bound for d(2,n) achieving the known upper bound n^{c_2loglog n} up to a constant in the exponent.
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Lotsize optimization leading to a p-median problem with cardinalities
(2007)
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Constantin Gaul
Sascha Kurz
Jörg Rambau
- We consider the problem of approximating the branch and size dependent demand of a fashion discounter with many branches by a distributing process being based on the branch delivery restricted to integral multiples of lots from a small set of available lot-types. We propose a formalized model which arises from a practical cooperation with an industry partner. Besides an integer linear programming formulation and a primal heuristic for this problem we also consider a more abstract version which we relate to several other classical optimization problems like the p-median problem, the facility location problem or the matching problem.
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Inclusion-maximal integral point sets over finite fields
(2007)
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Michael Kiermaier
Sascha Kurz
- We consider integral point sets in affine planes over finite fields. Here an integral point set is a set of points in $GF(q)^2$ where the formally defined Euclidean distance of every pair of points is an element of $GF(q)$. From another point of view we consider point sets over $GF(q)^2$ with few and prescribed directions. So this is related to Redeis work. Another motivation comes from the field of ordinary integral point sets in Euclidean spaces. In this article we study the spectrum of integral point sets over $GF(q)^2$ which are maximal with respect to inclusion. We give some theoretical results, constructions, conjectures, and some numerical data.
