Populationsgenetik und Phylogeographie des Arch��ophyten und Kulturreliktzeigers Vinca minor L. (Apocynaceae)

Das Kleine Immergr��n (Vinca minor L.) aus der Familie der Apocynaceae ist in der Krautschicht sommergr��ner W��lder S��deuropas heimisch, w��hrend es in weiten Teilen Mitteleuropas als wahrscheinlich von den R��mern eingef��hrter, altetablierter Arch��ophyt gilt. Noch heute ist die Art als Kulturreliktzeiger h��ufig in der Umgebung ehemaliger r��mischer Tempel und mittelalterlicher Burgruinen zu finden. Zudem wird V. minor in zahlreichen Gartenformen kultiviert. In Teilen Nordamerikas wird der Chamaephyt hingegen als eingef��hrte, invasive Art eingestuft, die die einheimische Flora und Fauna bedroht. Da V.��minor Stolonen bilden kann und in Mitteleuropa selten reife Samen beobachtet werden, wurde bislang vermutet, dass V. minor Best��nde in Mitteleuropa sich rein asexuell erhalten. Diese Hypothese wurde aber bisher nie mit molekularen Methoden ��berpr��ft. Auch zur Populationsgenetik der Art ist bisher nichts bekannt. Aus diesen Gegebenheiten resultieren folgende Fragen: Wie hoch ist die genetische Diversit��t von V. minor im submediterranen Ursprungsgebiet im Vergleich zu Mitteleuropa und Nordamerika und wie ist sie in den Gro��regionen jeweils strukturiert? Korreliert die anthropogen bedingte Einf��hrung mit einer genetischen Verarmung in Mitteleuropa? Gibt es in mitteleurop��ischen und nordamerikanischen Populationen Hinweise auf sexuelle Reproduktion, oder erfolgt eine rein vegetative Vermehrung? Gibt es genetische Hinweise f��r Auswilderungen aus G��rten? Lassen sich die historischen Ausbreitungswege der Art von S��d- nach Mitteleuropa, innerhalb Mitteleuropas sowie nach Nordamerika rekonstruieren? Mikrosatellitenmarker stellen f��r populationsgenetische Analysen heute die weitaus g��ngigste Technik dar. Als codominante, locusspezifische Marker erlauben sie die pr��zise Erfassung populationsgenetischer Parameter zur Quantifizierung der genetischen Diversit��t und Struktur, die Absch��tzung von Genfluss, und die Detektion von Klonen. Mikrosatelliten sind mit Hilfe neuer DNA-Sequenziertechniken (NGS) unproblematisch und kosteneffektiv isolierbar. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit wurden daher zun��chst nukle��re und plastid��re Mikrosatellitenmarker ��ber NGS-454-Sequenzierung entwickelt. Etablierung von nukle��ren und plastid��ren Mikrosatellitenmarkern Zur Etablierung artspezifischer nukle��rer Mikrosatellitenmarker wurden zwei Verfahren angewendet. Zum einen wurde in einer ��ffentlich zug��nglichen, ��ber 454-Sequenzierung der cDNA von V. minor gewonnene und im 'sequence read archive' von NCBI hinterlegte Datenbank (Akzessionsnummer SRX039641) nach Mikrosatelliten gesucht. Zum anderen wurde die 454-Technologie eingesetzt, um in Kooperation mit Dr. Bruno Huettel vom Max-Planck-Institut f��r Pflanzenz��chtung in K��ln genomische Sequenzdaten anhand einer V.��minor-Akzession zu generieren und aus diesen Mikrosatelliten zu etablieren. Eine Assemblierung der 723.230 cDNA-Sequenzen mit insgesamt 387 Mbp erzielte eine Reduzierung auf 267.199 Unigenes (267 Mbp), die der genomischen Sequenzen eine Reduzierung von 43.565 (18 Mbp) auf 24.886 Sequenzen (13,7 Mbp). Die assemblierten Datens��tze enthielten 25.253 bzw. 1.371 Mikrosatellitenloci aus Mono- bis Hexa-Nukleotidmotiven. Die Effizienz der Assemblierung war somit v. a. bei den cDNA-Sequenzen gering. Da die Etablierung von Mikrosatellitenloci aber auch auf Basis redundanter Sequenzen m��glich ist, sofern ein manueller Abgleich der selektierten Sequenzen erfolgt, wurde auf eine weitere Optimierung der Assemblierung verzichtet. Aus den so identifizierten Loci wurden 60 (cDNA) bzw. 35 (genomische DNA) Di-, Tri- und Tetranukleotidmotive selektiert, flankierende Primer synthetisiert und in umfangreichen Pilotstudien getestet. Jeweils neun der Loci erwiesen sich als robuste, polymorphe Marker. Die sieben vielversprechendsten Marker wurden schlie��lich f��r die populationsgenetische Untersuchung ausgew��hlt. Auch die Etablierung plastid��rer Mikrosatellitenmarker erfolgte ��ber zwei Ans��tze. Zum einen wurde das Plastom von V. minor aus dem genomischen 454-Sequenzdatensatz rekonstruiert und auf das Vorhandensein von (A)n/(T)n-Wiederholungseinheiten hin untersucht. F��r 14 der 17 dabei detektierten Loci konnten Primer entworfen werden. In einer Pilotstudie erwiesen sich vier der Loci als funktionelle, polymorphe Marker. Zus��tzlich wurden die zehn universellen (ccmp) Primerpaare zur Amplifikation plastid��rer Mikrosatellitenloci aus Weising & Gardner (1999) getestet, von denen zwei als funktionelle, polymorphe Marker f��r die Hauptstudie geeignet waren. Populationsgenetische und phylogeographische Analyse Ein Probenset aus insgesamt 967 Pflanzenproben aus 70 Populationen aus Mitteleuropa inkl. der Alpen, den Regionen s��dlich und westlich der Alpen sowie aus Kanada und 18 Cultivaren wurde mittels der sieben neu etablierten, artspezifischen nukle��ren Mikrosatellitenmarker populationsgenetisch untersucht. Dabei erwiesen sich 21 der 31 untersuchten Populationen s��dlich und westlich der Alpen als genetisch hoch divers, die ��brigen 10 zeigten vor allem klonales Wachstum und wiesen jeweils ein bis drei Multilocus-Genotypen (MLGs) auf. In 30 der 36 mitteleurop��ischen Vorkommen (inkl. der Alpen) sowie den kanadischen Best��nden war jeweils nur ein einziger MLG pr��sent. Drei der Vorkommen zeigten mit einem Heterozygotendefizit einzelner Stichproben Hinweise auf Geitonogamie, an drei weiteren Vorkommen traten jeweils zwei sowohl hinsichtlich der Bl��tenfarbe und -architektur als auch des MLG unterschiedliche Linien auf. An einem dieser Vorkommen wurde ein Hybrid-Genotyp detektiert, bisher der einzige molekulare Hinweis auf sexuelle Reproduktion im engeren Sinn in Mitteleuropa. Die 967 Stichproben konnten insgesamt 310 individuellen Multilocus-Genotypen (MLGs) zugeordnet werden. Davon traten 233 MLGs nur in jeweils einer einzigen Probe auf, die 77 verbleibenden wurden in mehreren Akzessionen detektiert. Aus einer Simulation ging hervor, dass diese wiederholten MLGs auf rein asexuelle Reproduktion zur��ckzuf��hren sind. In Mitteleuropa waren lediglich 18 MLGs vertreten, von denen sieben an bis zu zehn, mehrere hundert Kilometer entfernten Fundorten auftraten. In Nordamerika geh��ren gar alle drei untersuchten Populationen dem gleichen Klon an. In Mitteleuropa traten in zwei F��llen somatische Mutationen zwischen zwei MLGs auf, sodass diese zu klonalen Linien (Multilocus-Linien; MLL) zusammengefasst werden konnten. Sieben der 18 Cultivare weisen einen zu diversen Freilandvorkommen identischen Genotypen auf. Die Ergebnisse reflektieren den durch die anthropogene Selektion bedingten genetischen Flaschenhalseffekt, in dessen Folge der Genpool von Vinca minor in Mitteleuropa gegen��ber der s��deurop��ischen Heimat der Art stark reduziert wurde. Sexuelle Reproduktion in Mitteleuropa zwischen zwei genetisch unterschiedlichen Individuen ist nur an wenigen Standorten ��berhaupt m��glich und da meist nur ein Klon am gleichen Fundort auftritt, sehr selten. Die Ausbreitung erfolgt zudem rein anthropogen und ��ber erhebliche Strecken, wie die identischen MLGs an unterschiedlichen, weit auseinander liegenden Fundorten belegen. S��dlich und westlich der Alpen hingegen ist sexuelle Reproduktion ��ber Samen h��ufig. Aus den kalkulierten Neighbour-Joining Phenogrammen, Neighbour-Nets und der Bayes'schen Analyse ergibt sich prinzipiell eine Abtrennung der in Norditalien und Slowenien gelegenen Vorkommen von den ��brigen Regionen, wohingegen mehrere mittelitalienische Populationen mit denen westlich der Alpen und den mitteleurop��ischen Vorkommen in einer engeren genetischen Beziehung stehen. Da die mittelitalienischen Vorkommen jedoch Anzeichen anthropogenen Ursprungs aufweisen (Monoklonalit��t, Lage an Wegr��ndern oder Burgen), lassen sich diese Populationen nur bedingt als potentielle Ursprungspopulationen ableiten. Die genetisch diversen norditalienischen und slowenischen Populationen sind trotz der Fragmentierung der norditalienischen Waldvegetation insgesamt nur moderat voneinander differenziert (FST=0,14, GST=0,17, RST=0,19). Die AMOVA ergab, dass ��ber 80 % der genetischen Variation auf Variation innerhalb der Populationen zur��ckzuf��hren ist. Dennoch ergab sich aus einem Mantel-Test eine zunehmende genetische Differenzierung mit zunehmender geographischer Distanz (r=0,59). Die phylogeographische Analyse wurde mit Hilfe von vier plastid��ren Mikrosatellitenmarkern aus der 454-Sequenzierung und zwei universellen plastid��ren ccmp-Mikrosatellitenloci durchgef��hrt. Untersucht wurden jeweils eine bis sechs Stichproben aus den o. g. 70 Populationen, die 18 Cultivare sowie zus��tzliche Einzelproben aus mehreren L��ndern, deren DNA aus Herbarbelegen isoliert wurde. Insgesamt wurden 297 Proben untersucht. Unter diesen wurden in der phylogeographischen Analyse sieben plastid��re Haplotypen detektiert. In der Region s��dlich der Alpen traten sechs Haplotypen auf (H1 bis H5, H7), in Mitteleuropa vier Haplotypen (H1 bis H3, H6), in Nordamerika, Gro��britannien, Schweden und Nordamerika trat hingegen nur ein einziger Haplotyp H1 auf. Die beiden h��ufigsten Haplotypen nahmen im berechneten Haplotypen-Netzwerk periphere Positionen ein und waren durch sieben Mutationschritte voneinander getrennt. S��dlich der Alpen ergab sich jedoch keine klare geographische Verteilung der Haplotypen. Auch die plastid��ren Daten indizieren somit eine geringere genetische Diversit��t in den Gebieten, wo V. minor eingef��hrt wurde. Der geographische Ursprung der mitteleurop��ischen Vorkommen in S��deuropa konnte nicht abschlie��end gekl��rt werden, jedoch l��sst das Vorkommen von zwei weit entfernten Haplotypen den Schluss zu, dass Vinca minor mindestens zweimal (und vermutlich mehrfach) unabh��ngig in Mitteleuropa eingef��hrt wurde.

Optimizing Robust Quantum Gates in Open Quantum Systems

We are currently at the cusp of a revolution in quantum technology that relies not just on the passive use of quantum effects, but on their active control. At the forefront of this revolution is the implementation of a quantum computer. Encoding information in quantum states as ���qubits��� allows to use entanglement and quantum superposition to perform calculations that are infeasible on classical computers. The fundamental challenge in the realization of quantum computers is to avoid decoherence ��� the loss of quantum properties ��� due to unwanted interaction with the environment. This thesis addresses the problem of implementing entangling two-qubit quantum gates that are robust with respect to both decoherence and classical noise. It covers three aspects: the use of efficient numerical tools for the simulation and optimal control of open and closed quantum systems, the role of advanced optimization functionals in facilitating robustness, and the application of these techniques to two of the leading implementations of quantum computation, trapped atoms and superconducting circuits. After a review of the theoretical and numerical foundations, the central part of the thesis starts with the idea of using ensemble optimization to achieve robustness with respect to both classical fluctuations in the system parameters, and decoherence. For the example of a controlled phasegate implemented with trapped Rydberg atoms, this approach is demonstrated to yield a gate that is at least one order of magnitude more robust than the best known analytic scheme. Moreover this robustness is maintained even for gate durations significantly shorter than those obtained in the analytic scheme. Superconducting circuits are a particularly promising architecture for the implementation of a quantum computer. Their flexibility is demonstrated by performing optimizations for both diagonal and non-diagonal quantum gates. In order to achieve robustness with respect to decoherence, it is essential to implement quantum gates in the shortest possible amount of time. This may be facilitated by using an optimization functional that targets an arbitrary perfect entangler, based on a geometric theory of two-qubit gates. For the example of superconducting qubits, it is shown that this approach leads to significantly shorter gate durations, higher fidelities, and faster convergence than the optimization towards specific two-qubit gates. Performing optimization in Liouville space in order to properly take into account decoherence poses significant numerical challenges, as the dimension scales quadratically compared to Hilbert space. However, it can be shown that for a unitary target, the optimization only requires propagation of at most three states, instead of a full basis of Liouville space. Both for the example of trapped Rydberg atoms, and for superconducting qubits, the successful optimization of quantum gates is demonstrated, at a significantly reduced numerical cost than was previously thought possible. Together, the results of this thesis point towards a comprehensive framework for the optimization of robust quantum gates, paving the way for the future realization of quantum computers.

Schlussbericht zum Projekt simject ��� Simulationsgest��tztes logistikintegriertes Projektmanagement im Anlagenbau

Der kundenindividuelle Anlagenbau (z. B. im Bereich Energie-, Kraftwerk- und Umwelttechnik) ist durch ein klassisches Projektgesch��ft gepr��gt und erfordert ein individuelles Projektmanagement in Abh��ngigkeit von dem zu liefernden Produkt und den jeweiligen kunden- und projektindividuellen Rahmenbedingungen. So steht das Projektmanagement hier vor der Herausforderung, dass Anlagen in Form einer Baustellenfertigung als Unikate realisiert werden m��ssen, wobei die einzelnen Module h��ufig an unterschiedlichen Standorten gefertigt und dann unter Beachtung systemtechnischer, konstruktiver, lokaler, logistischer, energetischer, wetterbedingter, zeitlicher und finanzieller Randbedingungen beim Kunden montiert werden m��ssen. Zudem werden Projekterfahrungen selten ��ber Projekte hinaus weitergereicht, d. h. es erfolgt nur bedingt eine Zusammenf��hrung des Erfahrungswissens, das w��hrend der Projektrealisierung anw��chst. Zur Risikovermeidung im Projektverlauf und zur Erreichung einer termingerechten Inbetriebnahme sind daher in Erweiterung zu den heutigen Projektmanagementwerkzeugen erg��nzende Methoden zur Absch��tzung von Projektunsicherheiten und zur Bewertung von Projektpl��nen, aber auch zur nachhaltige Nutzung von Projektwissen notwendig. Zur Verbesserung des logistikintegrierten Projektmanagements im kundenindividuellen Anlagenbau wurde daher eine Methodik zur projekt- und produktspezifischen Unterst��tzung des Projektmanagements entwickelt und anhand eines Demonstrators umgesetzt. Statt den Unsicherheiten im Projektverlauf mit zus��tzlichen Pufferzeiten zu begegnen, bewertet jetzt eine mit Optimierungs-, Analyse- und Visualisierungsverfahren kombinierte Ablaufsimulation zuf��llige Einfl��sse in den Pl��nen. Hierdurch wird eine Verbesserung des Risikomanagements in den Projekten erreicht, indem bestehende Unsicherheiten in den Planungsprozessen simuliert und reduziert werden. Um einen transparenten Projektmanagementprozess zu erhalten und auch Erfahrungswissen aus vorangegangenen Projekten einzubinden, lassen sich Referenzprojektpl��ne unter Ber��cksichtigung von Restriktionen nutzen, die durch das zu erstellende Produkt, die zu verwendenden Technologien, die zugrundeliegenden Prozesse oder die notwendigen logistischen Ressourcen bedingt sind. Die IT-Architektur der Plattform ist werkzeugneutral, so dass das entwickelte Konzept auf Branchen au��erhalb des Anlagenbaus ��bertragbar ist. Dies haben Vertreter verschiedener Industrieunternehmen des Anlagenbaus aus den Bereichen der Umwelt- und Energietechnik, des Schiffbaus, der Automobilindustrie sowie dem OWL Maschinenbau e.V. best��tigt.

Max Bill in Italia . Lo spazio logico dell'architettura

I Max Bill is an intense giornata of a big fresco. An analysis of the main social, artistic and cultural events throughout the twentieth century is needed in order to trace his career through his masterpieces and architectures. Some of the faces of this hypothetical mural painting are, among others, Le Corbusier, Walter Gropius, Ernesto Nathan Rogers, Kandinskij, Klee, Mondrian, Vatongerloo, Ignazio Silone, while the backcloth is given by artistic avant-gardes, Bauhaus, International Exhibitions, CIAM, war events, reconstruction, Milan Triennali, Venice Biennali, the School of Ulm. Architect, even though more known as painter, sculptor, designer and graphic artist, Max Bill attends the Bauhaus as a student in the years 1927-1929, and from this experience derives the main features of a rational, objective, constructive and non figurative art. His research is devoted to give his art a scientific methodology: each work proceeds from the analysis of a problem to the logical and always verifiable solution of the same problem. By means of composition elements (such as rhythm, seriality, theme and its variation, harmony and dissonance), he faces, with consistent results, themes apparently very distant from each other as the project for the H.f.G. or the design for a font. Mathematics are a constant reference frame as field of certainties, order, objectivity: ���for Bill mathematics are never confined to a simple function: they represent a climate of spiritual certainties, and also the theme of non attempted in its purest state, objectivity of the sign and of the geometrical place, and at the same time restlessness of the infinity: Limited and Unlimited ���. In almost sixty years of activity, experiencing all artistic fields, Max Bill works, projects, designs, holds conferences and exhibitions in Europe, Asia and Americas, confronting himself with the most influencing personalities of the twentieth century. In such a vast scenery, the need to limit the investigation field combined with the necessity to address and analyse the unpublished and original aspect of Bill���s relations with Italy. The original contribution of the present research regards this particular ���geographic delimitation���; in particular, beyond the deep cultural exchanges between Bill and a series of Milanese architects, most of all with Rogers, two main projects have been addressed: the realt�� nuova at Milan Triennale in 1947, and the Contemporary Art Museum in Florence in 1980. It is important to note that these projects have not been previously investigated, and the former never appears in the sources either. These works, together with the most well-known ones, such as the projects for the VI and IX Triennale, and the Swiss pavilion for the Biennale, add important details to the reference frame of the relations which took place between Zurich and Milan. Most of the occasions for exchanges took part in between the Thirties and the Fifties, years during which Bill underwent a significant period of artistic growth. He meets the Swiss progressive architects and the Paris artists from the Abstraction-Cr��ation movement, enters the CIAM, collaborates with Le Corbusier to the third volume of his Complete Works, and in Milan he works and gets confronted with the events related to post-war reconstruction. In these years Bill defines his own working methodology, attaining an artistic maturity in his work. The present research investigates the mentioned time period, despite some necessary exceptions. II The official Max Bill bibliography is naturally wide, including spreading works along with ones more devoted to analytical investigation, mainly written in German and often translated into French and English (Max Bill himself published his works in three languages). Few works have been published in Italian and, excluding the catalogue of the Parma exhibition from 1977, they cannot be considered comprehensive. Many publications are exhibition catalogues, some of which include essays written by Max Bill himself, some others bring Bill���s comments in a educational-pedagogical approach, to accompany the observer towards a full understanding of the composition processes of his art works. Bill also left a great amount of theoretical speculations to encourage a critical reading of his works in the form of books edited or written by him, and essays published in ���Werk���, magazine of the Swiss Werkbund, and other international reviews, among which Domus and Casabella. These three reviews have been important tools of analysis, since they include tracks of some of Max Bill���s architectural works. The architectural aspect is less investigated than the plastic and pictorial ones in all the main reference manuals on the subject: Benevolo, Tafuri and Dal Co, Frampton, Allenspach consider Max Bill as an artist proceeding in his work from Bauhaus in the Ulm experience . A first filing of his works was published in 2004 in the monographic issue of the Spanish magazine 2G, together with critical essays by Karin Gimmi, Stanislaus von Moos, Arthur R��egg and Hans Frei, and in ���Konkrete Architektur?���, again by Hans Frei. Moreover, the monographic essay on the Atelier Haus building by Arthur R��egg from 1997, and the DPA 17 issue of the Catalonia Polytechnic with contributions of Carlos Mart��, Bruno Reichlin and Ton Salvad��, the latter publication concentrating on a few Bill���s themes and architectures. An urge to studying and going in depth in Max Bill���s works was marked in 2008 by the centenary of his birth and by a recent rediscovery of Bill as initiator of the ���minimalist��� tradition in Swiss architecture. Bill���s heirs are both very active in promoting exhibitions, researching and publishing. Jakob Bill, Max Bill���s son and painter himself, recently published a work on Bill���s experience in Bauhaus, and earlier on he had published an in-depth study on ���Endless Ribbons��� sculptures. Angela Thomas Schmid, Bill���s wife and art historian, published in end 2008 the first volume of a biography on Max Bill and, together with the film maker Eric Schmid, produced a documentary film which was also presented at the last Locarno Film Festival. Both biography and documentary concentrate on Max Bill���s political involvement, from antifascism and 1968 protest movements to Bill experiences as Zurich Municipality councilman and member of the Swiss Confederation Parliament. In the present research, the bibliography includes also direct sources, such as interviews and original materials in the form of letters correspondence and graphic works together with related essays, kept in the max+binia+jakob bill stiftung archive in Zurich. III The results of the present research are organized into four main chapters, each of them subdivided into four parts. The first chapter concentrates on the research field, reasons, tools and methodologies employed, whereas the second one consists of a short biographical note organized by topics, introducing the subject of the research. The third chapter, which includes unpublished events, traces the historical and cultural frame with particular reference to the relations between Max Bill and the Italian scene, especially Milan and the architects Rogers and Baldessari around the Fifties, searching the themes and the keys for interpretation of Bill���s architectures and investigating the critical debate on the reviews and the plastic survey through sculpture. The fourth and last chapter examines four main architectures chosen on a geographical basis, all devoted to exhibition spaces, investigating Max Bill���s composition process related to the pictorial field. Paintings has surely been easier and faster to investigate and verify than the building field. A doctoral thesis discussed in Lausanne in 1977 investigating Max Bill���s plastic and pictorial works, provided a series of devices which were corrected and adapted for the definition of the interpretation grid for the composition structures of Bill���s main architectures. Four different tools are employed in the investigation of each work: a context analysis related to chapter three results; a specific theoretical essay by Max Bill briefly explaining his main theses, even though not directly linked to the very same work of art considered; the interpretation grid for the composition themes derived from a related pictorial work; the architecture drawing and digital three-dimensional model. The double analysis of the architectural and pictorial fields is functional to underlining the relation among the different elements of the composition process; the two fields, however, cannot be compared and they stay, in Max Bill���s works as in the present research, interdependent though self-sufficient. IV An important aspect of Max Bill production is self-referentiality: talking of Max Bill, also through Max Bill, as a need for coherence instead of a method limitation. Ernesto Nathan Rogers describes Bill as the last humanist, and his horizon is the known world but, as the ���Concrete Art��� of which he is one of the main representatives, his production justifies itself: Max Bill not only found a method, but he autonomously re-wrote the ���rules of the game���, derived timeless theoretical principles and verified them through a rich and interdisciplinary artistic production. The most recurrent words in the present research work are synthesis, unity, space and logic. These terms are part of Max Bill���s vocabulary and can be referred to his works. Similarly, graphic settings or analytical schemes in this research text referring to or commenting Bill���s architectural projects were drawn up keeping in mind the concise precision of his architectural design. As for Mies van der Rohe, it has been written that Max Bill took art to ���zero degree��� reaching in this way a high complexity. His works are a synthesis of art: they conceptually encompass all previous and ���considered their developments- most of contemporary pictures. Contents and message are generally explicitly declared in the title or in Bill���s essays on his artistic works and architectural projects: the beneficiary is invited to go through and re-build the process of synthesis generating the shape. In the course of the interview with the Milan artist Getulio Alviani, he tells how he would not write more than a page for an essay on Josef Albers: everything was already evident ���on the surface��� and any additional sentence would be redundant. Two years after that interview, these pages attempt to decompose and single out the elements and processes connected with some of Max Bill���s works which, for their own origin, already contain all possible explanations and interpretations. The formal reduction in favour of contents maximization is, perhaps, Max Bill���s main lesson.

Self assembled monolayers for engineering of structured inorganic materials in the micrometer and submicrometer range

Deutsch:In der vorliegenden Arbeit konnten neue Methoden zur Synthese anorganischer Materialien mit neuartiger Architektur im Mikrometer und Nanometer Ma��stab beschrieben werden. Die zentrale Rolle der Formgebung basiert dabei auf der templatinduzierten Abscheidung der anorganischen Materialien auf selbstorganisierten Monoschichten. Als Substrate eignen sich goldbedampfte Glastr��ger und Goldkolloide, die eine Mittelstellung in der Welt der Atome bzw. Molek��le und der makroskopischen Welt der ausgedehnten Festk��rper einnehmen. Auf diesen Substraten lassen sich Thiole zu einer monomolekularen Schicht adsorbieren und damit die Oberfl��cheneigenschaften des Substrates ��ndern. Ein besonderer Schwerpunkt bei dieser Arbeit stellt die Synthese speziell auf die Bed��rfnisse der jeweiligen Anwendung ausgerichteten Thiole dar.Im ersten Teil der Arbeit wurden goldbedampfte Glasoberfl��chen als Template verwendet. Die Abscheidung von Calciumcarbonat wurde in Abh��ngigkeit der Schichtdicke der adsorbierten Monolage untersucht. Aragonit, eine der drei Hauptphasen des Calciumcarbonat Systems, wurde auf polyaromatischen Amid - Oberfl��chen mit Schichtdicken von 5 - 400 nm Dicke unter milden Bedingung abgeschieden. Die einstellbaren Parameter waren dabei die Kettenl��nge des Polymers, der w-Substituent, die Bindung an die Goldoberfl��che ��ber Verwendung verschiedener Aminothiole und die Kristallisationstemperatur. Die Schichtdickeneinstellung der Polymerfilme erfolgte hierbei ��ber einen automatisierten Synthesezyklus.Titanoxid Filme konnten auf Oberfl��chen strukturiert werden. Dabei kam ein speziell synthetisiertes Thiol zum Einsatz, das die Funktionalit��t einer Styroleinheit an der Oberfl��chen Grenze als auch eine M��glichkeit zur sp��teren Entfernung von der Oberfl��che in sich vereinte. Die PDMS Stempeltechnik erzeugte dabei Mikrostrukturen auf der Goldoberfl��che im Bereich von 5 bis 10 ��m, die ihrerseits ��ber die Polymerisation und Abscheidung des Polymers in den Titanoxid Film ��berf��hrt werden konnten. Drei dimensionale Strukturen wurden ��ber Goldkolloid Template erhalten. Tetraethylenglykol konnte mit einer Thiolgruppe im Austausch zu einer Hydroxylgruppe monofunktionalisiert werden. Das erhaltene Molek��l wurde auf kolloidalem Gold selbstorganisiert; es entstand dabei ein wasserl��sliches Goldkolloid. Die Darstellung erfolgte dabei in einer Einphasenreaktion. Die so erhaltenen Goldkolloide wurden als Krstallisationstemplate f��r die drei dimensionale Abscheidung von Calciumcarbonat verwendet. Es zeigte sich, dass Glykol die Kristallisation bzw. den Habitus des krsitalls bei niedrigem pH Wert modifiziert. Bei erh��htem pH Wert (pH = 12) jedoch agieren die Glykol belegten Goldkolloide als Template und f��hren zu sph��risch Aggregaten. Werden Goldkolloide langkettigen Dithiolen ausgesetzt, so f��hrt dies zu einer Aggregation und Ausf��llung der Kolloide aufgrund der Vernetzung mehrer Goldkolloide mit den Thiolgruppen der Alkyldithiole. Zur Vermeidung konnte in dieser Arbeit ein halbseitig gesch��tztes Dithiol synthetisiert werden, mit dessen Hilfe die Aggregation unterbunden werden konnte. Das nachfolgende Entsch��tzten der Thiolfunktion f��hrte zu Goldkolloiden, deren Oberfl��che Thiol funktionalisiert werden konnte. Die thiolaktiven Goldkolloide fungierten als template f��r die Abscheidung von Bleisulfid aus organisch/w��ssriger L��sung. Die Funktionsweise der Schutzgruppe und die Entsch��tzung konnte mittels Plasmonenresonanz Spektroskopie verdeutlicht werden. Titanoxid / Gold / Polystyrol Komposite in R��hrenform konnten synthetisiert werden. Dazu wurde ein menschliches Haar als biologisches Templat f��r die Formgebung gew��hlt.. Durch Bedampfung des Haares mit Gold, Assemblierung eines Stryrolmonomers, welches zus��tzlich eine Thiolfunktionalit��t trug, Polymerisation auf der Oberfl��che, Abscheidung des Titanoxid Films und anschlie��endem Aufl��sen des biologischen Templates konnte eine R��hrenstruktur im Mikrometer Bereich dargestellt werden. Goldkolloide fungierten in dieser Arbeit nicht nur als Kristallisationstemplate und Formgeber, auch sie selbst wurden dahingehend modifiziert, dass sie drahtf��rmige Agglormerate im Nanometerbereich ausbilden. Dazu wurden Template aus Siliziumdioxid benutzt. Zum einen konnten Nanor��hren aus amorphen SiO2 in einer Sol Gel Methode dargestellt werden, zum anderen bediente sich diese Arbeit biologischer Siliziumoxid Hohlnadeln aus marinen Schw��mmen isoliert. Goldkolloide wurden in die Hohlstrukturen eingebettet und die Struktur durch Ausbildung von Kolloid - Thiol Netzwerken mittels Dithiol Zugabe gefestigt. Die Gold-Nanodr��hte im Bereich von 100 bis 500 nm wurden durch Aufl��sen des SiO2 - Templates freigelegt.

Untersuchungen zur Pathogenese der "Bypass graft disease"

Untersuchung zur Pathogenese der 'Bypass graft disease' Histomorphologische Untersuchungen und in vitro Zellkulturanalysen bilden die Grundlage f��r Fortschritte im Verst��ndnis der pathologischen Mechanismen der aortokoronaren 'Bypass graft disease'. In der vorliegenden Arbeit wurde die pathomorphologische Ver��nderung der Gef����anatomie im Verlauf der 'Bypass graft disease' an Hand histologischer Pr��parate explantierter humaner ven��ser Bypass-L��sionen analysiert. Erstmalig wurde ein histomorphologisches Klassifizierungsschema (Typ I - Typ III) beschrieben. Morphometrische Analysen zeigten, dass die Fl��che der Neointima und Media im Verlauf der pathologischen Umgestaltung der Bypass-Architektur (Typ I zu Typ III) deutlich zunimmt. Bestimmungen der Zelldichte dokumentierten eine deutlich gr����ere Zellzahl in allen Gef����wandschichten der Bypass-L��sionen bei der Gegen��berstellung mit einer Kontrollgruppe nativer Venen, wobei im Verlauf der 'Bypass graft disease' (Typ I zu Typ III) eine Abnahme der Zelldichte zu beobachten war. Erstmalig durchgef��hrte Untersuchungen zur Proliferationsaktivit��t in aortokoronaren Bypass-L��sionen im Vergleich zu nativen Gef����en pr��sentierten eine deutlich h��here zellul��re Proliferation in den Bypass-Pr��paraten. Diese war am st��rksten in Typ III L��sionen ausgepr��gt. Expressionsstudien im in vitro Zellkulturmodellsystem identifiziereten die homodimeren Isotypen (AA / BB) des Wachstumsfaktors PDGF als Stimulatoren der Transkriptionsfaktoren c-fos und c-myc in prim��rkultivierten humanen Muskelzellen der Aorta.

Konzepte und Komponenten f��r die Zugriffskontrolle in verteilten, heterogenen Krankenhaus-Informationssystemen am Beispiel des Mainzer Universit��tsklinikums

In der Vergangenheit hat der Umfang der elektronischen Informationsverarbeitung in Krankenh��usern kontinuierlich zugenommen. Durch die vollst��ndige Vernetzung stehen Daten und Funktionalit��t der Systeme technisch im gesamten Krankenhaus zur Verf��gung. Dies erfordert im Gegenzug umfangreiche Ma��nahmen zum Schutz der Daten vor unbefugter und unbemerkter Einsichtnahme und Manipulation. Art und Umfang dieser Ma��nahmen sind in Deutschland gesetzlich geregelt und m��ssen durch die jeweiligen Krankenh��user nach dem Stand der Technik und den aktuellen M��glichkeiten realisiert werden. Ziel der Arbeit war die Erstellung eines Konzepts f��r die datenschutzkonforme Nutzung informationsverarbeitender Systeme im Krankenhaus. Auf der Grundlage einer Zugriffspolitik f��r das Universit��tsklinikum wurde ein Modell der Zugriffe und Zugriffsrechte entwickelt, das Strukturen, organisatorische Abl��ufe, Informationsfl��sse und spezifische Rahmenbedingungen ber��cksichtigt. Darauf aufbauend wurde eine zentrale Zugriffskontroll-Architektur entworfen, deren Komponenten die interaktive Erfassung einer regel-basierten Zugriffspolitik sowie die Erfassung und Autorisierung von Nutzern erm��glichen und - mit Hilfe dieser Informationen und aktueller Informationen ��ber die klinischen Abl��ufe - Zugriffsinformationen und -entscheidungen zur Verf��gung stellen. Charakteristika und Bed��rfnisse verteilter, heterogener Krankenhaus-Informationssysteme wurden besonders ber��cksichtigt. Der Entwurf beinhaltet formale Schnittstellen-Beschreibungen der Komponenten, sowie einen mehrstufigen Realisierungsplan und konkrete Anleitungen f��r die Administration der Zugriffpolitik. Teile des Konzepts wurden im Rahmen der Arbeit prototypisch implementiert.

Durchdringungs- und Adsorptionsverhalten von Stern-Polymeren

��nderungen in der Architektur von Polymeren abweichend von einer linearen Kette, beeinflussen deren physikalisch-chemisches Verhalten. Eine m��gliche Architektur der verzweigten Molek��le stellen sternf��rmige Polymere dar. An einem zentralen Molek��l als Kern, beispielsweise einem Dendrimer, sind an dessen Endpunkte lineare Polymerketten kovalent gebunden. In dieser Arbeit wurden zwei Problemstellungen behandelt. Zun��chst wurde das Verhalten von Sternpolymeren aus Polybutadien in einer Matrix aus linearem Polybutadien mittels Neutronenkleinwinkelstreuung untersucht. Die Molekulargewichte der linaren Ketten wurden so gew��hlt, da���� eines ein kleineres und das zweite ein gr����eres Molekulargewicht hat, als der leichteste bzw. schwerste Arm der verwendeten Sternpolymere. Neben den Parametern Armanzahl und -gewicht wurde die Konzentrations- und Temperaturabh��ngig durchgef��hrt. Die aus diesen Messungen extrahierten Parameter wurden mit den theoretischen Vorhersagen bez��glich des Skalenverhaltens vonSternpolymeren in derartigen Mischungen verglichen. Weiterhin wurde ein Interaktionsparameter bestimmt und in einzelne Anteile verschiedener Arten der Wechselwirkungen zerlegt. Die zweite Fragestellung betraf das Adsorptionsverhalten von Sternpolymeren im Vergleich mit linearen Polymeren. Es wurde die Kinetik der Adsorption mittels Ellipsometrie, die Strukturbildung mit dem Rasterkraftmikroskop und Streuung unter streifendem Einfalluntersucht.

Sedimentary environments and climate change: a case study (late Miocene, central Crete)

In this study, conditions of deposition and stratigraphical architecture of Neogene (Tortonian, 11-6,7Ma) sediments of southern central Crete were analysed. In order to improve resolution of paleoclimatic data, new methods were applied to quantify environmental parameters and to increase the chronostratigraphic resolution in shallow water sediments. A relationship between paleoenvironmental change observed on Crete and global processes was established and a depositional model was developed. Based on a detailed analysis of the distribution of non geniculate coralline red algae, index values for water temperature and water depth were established and tested with the distribution patterns of benthic foraminifera and symbiont-bearing corals. Calcite shelled bivalves were sampled from the Algarve coast (southern Portugal) and central Crete and then 87Sr/86Sr was measured. A high resolution chronostratigraphy was developed based on the correlation between fluctuations in Sr ratios in the measured sections and in a late Miocene global seawater Sr isotope reference curve. Applying this method, a time frame was established to compare paleoenvironmental data from southern central Crete with global information on climate change reflected in oxygen isotope data. The comparison between paleotemperature data based on red algae and global oxygen isotope data showed that the employed index values reflect global change in temperature. Data indicate a warm interval during earliest Tortonian, a second short warm interval between 10 and 9,5Ma, a longer climatic optimum between 9 and 8Ma and an interval of increasing temperatures in the latest Tortonian. The distribution of coral reefs and carpets shows that during the warm intervals, the depositional environment became tropical while temperate climates prevailed during the cold interval. Since relative tectonic movements after initial half-graben formation in the early Tortonian were low in southern central Crete, sedimentary successions strongly respond to global sea-level fluctuation. A characteristic sedimentary succession formed during a 3rd order sea-level cycle: It comprises mixed siliciclastic-limestone deposited during sea-level fall and lowstand, homogenous red algal deposits formed during sea-level rise and coral carpets formed during late rise and highstand. Individual beds in the succession reflect glacioeustatic fluctuations that are most prominent in the mixed siliciclastic-limestone interval. These results confirm the fact that sedimentary successions deposited at the critical threshold between temperate and tropical environments develop characteristic changes in depositional systems and biotic associations that can be used to assemble paleoclimatic datasets.

Analyse von Middleware-Technologien bzgl. Performanz und ihrer Eignung f��r lose und eng gekoppelte verteilte Anwendungen

Die vorliegende Dissertation analysiert die Middleware- Technologien CORBA (Common Object Request Broker Architecture), COM/DCOM (Component Object Model/Distributed Component Object Model), J2EE (Java-2-Enterprise Edition) und Web Services (inklusive .NET) auf ihre Eignung bzgl. eng und lose gekoppelten verteilten Anwendungen. Zus��tzlich werden prim��r f��r CORBA die dynamischen CORBA-Komponenten DII (Dynamic Invocation Interface), IFR (Interface Repository) und die generischen Datentypen Any und DynAny (dynamisches Any) im Detail untersucht. Ziel ist es, a. konkrete Aussagen ��ber diese Komponenten zu erzielen, und festzustellen, in welchem Umfeld diese generischen Ans��tze ihre Berechtigung finden. b. das zeitliche Verhalten der dynamischen Komponenten bzgl. der Informationsgewinnung ��ber die unbekannten Objekte zu analysieren. c. das zeitliche Verhalten der dynamischen Komponenten bzgl. ihrer Kommunikation zu messen. d. das zeitliche Verhalten bzgl. der Erzeugung von generischen Datentypen und das Einstellen von Daten zu messen und zu analysieren. e. das zeitliche Verhalten bzgl. des Erstellens von unbekannten, d. h. nicht in IDL beschriebenen Datentypen zur Laufzeit zu messen und zu analysieren. f. die Vorz��ge/Nachteile der dynamischen Komponenten aufzuzeigen, ihre Einsatzgebiete zu definieren und mit anderen Technologien wie COM/DCOM, J2EE und den Web Services bzgl. ihrer M��glichkeiten zu vergleichen. g. Aussagen bzgl. enger und loser Koppelung zu t��tigen. CORBA wird als standardisierte und vollst��ndige Verteilungsplattform ausgew��hlt, um die o. a. Problemstellungen zu untersuchen. Bzgl. seines dynamischen Verhaltens, das zum Zeitpunkt dieser Ausarbeitung noch nicht oder nur unzureichend untersucht wurde, sind CORBA und die Web Services richtungsweisend bzgl. a. Arbeiten mit unbekannten Objekten. Dies kann durchaus Implikationen bzgl. der Entwicklung intelligenter Softwareagenten haben. b. der Integration von Legacy-Applikationen. c. der M��glichkeiten im Zusammenhang mit B2B (Business-to-Business). Diese Problemstellungen beinhalten auch allgemeine Fragen zum Marshalling/Unmarshalling von Daten und welche Aufw��nde hierf��r notwendig sind, ebenso wie allgemeine Aussagen bzgl. der Echtzeitf��higkeit von CORBA-basierten, verteilten Anwendungen. Die Ergebnisse werden anschlie��end auf andere Technologien wie COM/DCOM, J2EE und den Web Services, soweit es zul��ssig ist, ��bertragen. Die Vergleiche CORBA mit DCOM, CORBA mit J2EE und CORBA mit Web Services zeigen im Detail die Eignung dieser Technologien bzgl. loser und enger Koppelung. Desweiteren werden aus den erzielten Resultaten allgemeine Konzepte bzgl. der Architektur und der Optimierung der Kommunikation abgeleitet. Diese Empfehlungen gelten uneingeschr��nkt f��r alle untersuchten Technologien im Zusammenhang mit verteilter Verarbeitung.

Aktionenlernen mit Selbstorganisierenden Karten und Reinforcement Learning

Die vorliegende Arbeit besch��ftigt sich mit der Entwicklung eines Funktionsapproximators und dessen Verwendung in Verfahren zum Lernen von diskreten und kontinuierlichen Aktionen: 1. Ein allgemeiner Funktionsapproximator ��� Locally Weighted Interpolating Growing Neural Gas (LWIGNG) ��� wird auf Basis eines Wachsenden Neuralen Gases (GNG) entwickelt. Die topologische Nachbarschaft in der Neuronenstruktur wird verwendet, um zwischen benachbarten Neuronen zu interpolieren und durch lokale Gewichtung die Approximation zu berechnen. Die Leistungsf��higkeit des Ansatzes, insbesondere in Hinsicht auf sich ver��ndernde Zielfunktionen und sich ver��ndernde Eingabeverteilungen, wird in verschiedenen Experimenten unter Beweis gestellt. 2. Zum Lernen diskreter Aktionen wird das LWIGNG-Verfahren mit Q-Learning zur Q-LWIGNG-Methode verbunden. Daf��r muss der zugrunde liegende GNG-Algorithmus abge��ndert werden, da die Eingabedaten beim Aktionenlernen eine bestimmte Reihenfolge haben. Q-LWIGNG erzielt sehr gute Ergebnisse beim Stabbalance- und beim Mountain-Car-Problem und gute Ergebnisse beim Acrobot-Problem. 3. Zum Lernen kontinuierlicher Aktionen wird ein REINFORCE-Algorithmus mit LWIGNG zur ReinforceGNG-Methode verbunden. Dabei wird eine Actor-Critic-Architektur eingesetzt, um aus zeitverz��gerten Belohnungen zu lernen. LWIGNG approximiert sowohl die Zustands-Wertefunktion als auch die Politik, die in Form von situationsabh��ngigen Parametern einer Normalverteilung repr��sentiert wird. ReinforceGNG wird erfolgreich zum Lernen von Bewegungen f��r einen simulierten 2-r��drigen Roboter eingesetzt, der einen rollenden Ball unter bestimmten Bedingungen abfangen soll.

Responsive B��rstenpolymere

'Responsive' B��rstenpolymere B��rstenpolymere sind definiert verzweigte Makromolek��le, die aus einer Hauptkette und vielen darauf (kovalent) gepfropften Seitenketten bestehen; ist der Pfropfungsgrad hoch und die Hauptkette wesentlich l��nger als die Seitenketten, dann haben sie die Form semiflexibler molekularer Zylinder. Lassen sich Form bzw. Ausdehnung eines solchen Zylinders gezielt ansteuern, dann k��nnten diese Molek��le entweder als (Nano-)Sensoren f��r die entsprechende Umgebungsbedingung oder als molekulare Motoren eingesetzt werden. Die Idee responsiver B��rstenpolymere beruht auf folgender ��berlegung: Die gestreckte Konformation der Hauptkette ist entropisch gegen��ber einem entsprechenden Kn��uel benachteiligt, weshalb sie ,molekulare Federn��� darstellen, die auf ��nderung der repulsiven Wechselwirkung zwischen den Seitenketten reagieren. Dies wurde f��r den Wechsel zwischen gutem und schlechtem L��sungsmitteln untersucht. Ein zweites Konzept zur ��nderung der Molek��lform beruht auf der intramolekularen Phasentrennung (,Segmentbildung���) miteinander unvertr��glicher Seitenketten in selektiven L��sungsmitteln, da die Hauptkette durch Ausbildung von Mikrophasen entlang des Molek��ls ebenfalls aus ihrer gestreckten Form gebracht werden sollte. Die dritte M��glichkeit zur ��nderung der Konformation ist die intramolekulare Vernetzung von Seitenketten, die ebenfalls zu verringerter Absto��ung und damit zur Verk��rzung der Zylinder f��hren sollte. Eine weitere wichtige Untersuchung der Arbeit war der ��bergang einer gekn��uelten Hauptkette zu einer gestreckten B��rste als Funktion der Pfropfdichte. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen wurden zylindrische B��rstenpolymere durch ,Grafting Trough��� und ,Grafting Onto��� synthetisiert (PS bzw. PI/PS und PnBMA/PMAA mit Kern/Schale- und ,Segment���-Architektur) und systematisch Pfropfdichte, Vernetzungsgrad (Vernetzung durch gamma-Bestrahlung) und L��sungsbedingungen ver��ndert. Die M��glichkeit gezielter Ansteuerung der Konformations��nderung durch Vernetzung konnte nach polymeranaloger Modifikation von PI/PS-B��rstenpolymeren durch Photovernetzung und vernetzende Komplexierung erfolgreich best��tigt werden. Zur Untersuchung der Probenreihen wurden AFM, Licht- und Neutronenstreuung herangezogen. Die Analysen best��tigten konsistent die ��nderung von Steifigkeit, Zylinderquerschnitt und Streckung der Hauptkette durch Variation von Pfropfdichte, Vernetzung und L��sungsmittelqualit��t. F��r die ��nderung der Pfropfdichte gehorchen die Parameter dabei Potenzgesetzen.

Photofixierung von Lipidmembranen aus Glykolipopolymeren auf Goldoberfl��chen

Ziel war Herstellung und Charakterisierung festk��rperunterst��tzter Membransysteme aus Glykolipopolymeren auf Goldoberfl��chen, mit elektrischen Eigenschaften, die denen der Schwarzfilmmembranen entsprechen. Um diese Eigenschaften mit impedanzspektroskopischen Techniken messen zu k��nnen, ist die Pr��paration der Membranen auf Goldfilmen notwendig. Eine direkte Verankerung der Glykolipopolymermolek��le (GLP) auf der Goldoberfl��che ist nicht m��glich, daher werden die untersuchten GLP mit Hilfe von photoreaktiven Molek��len kovalent auf der Goldoberfl��che immobilisiert. Untersuchten Abstandhalter waren Thio-Polyethylenglykol und eine Mischung zweier Alkanthiole, bestehend aus 1-Thiohexanol und Bis-(Aminododecyl)-disulfid. Thio-PEG-Monoschichten zeigten sehr unterschiedliche Schichtdicken, weil die Molek��le auf der Oberfl��che sehr unterschiedliche Konformationen annehmen k��nnen, die eine regelm��ssige Anordnung erschweren. Langmuir-Blodgett ��bertrag sowie die durchgef��hrte photochemische Fixierung der GLP-Molek��le auf Thio-PEG Schichten f��hrte zu Eigenschaften, die auf den Aufbau einer Lipidmonolage hinweisen. Diese stellte jedoch im Bereich der Lipidmolek��le keine geschlossene Schicht dar. Es kommen als Abstandhaltermolek��le f��r die Photofunktionalisierung nur Molek��le in Frage, die aufgrund ihrer Eigenschaften eine regelm��ssige Anordnung auf der Goldoberfl��che anstreben. Diese Voraussetzung erf��llt am besten die Gruppe der Alkanthiole. Terminal funktionalisierte Alkanthiole m��ssen jedoch mit nicht oder anderweitig funktionalisierten Alkanthiolen verd��nnt assembliert werden, um weitergehende Funktionalisierungen einzugehen. Die untersuchten GLP lassen sich aufgrund ihrer amphiphilen Struktur an der Wasser-Luft Grenzfl��che vororientieren. In allen F��llen gelingt auch der Langmuir-Blodgett ��bertrag der komprimierten Schicht, sowie, nach der f��r die Anbindung notwendigen Trocknung, die photochemisch kovalente Fixierung der Monoschicht durch Bestrahlung mit UV-Licht. Damit konnte erstmals die photochemisch kovalente Fixierung von GLPs auf der Goldoberfl��che gezeigt werden. Untersuchungen erfolgten an einem Copolymer sowie zwei unterschiedlichen Homopolymermolek��len. Der unterschiedliche molekulare Aufbau der GLP spiegelt sich in ihrem Verhalten an der Wasser-Luft Grenzfl��che sowie in den Eigenschaften der gebildeten Monoschichten wieder. Die Copolymer-Schichten zeigten sehr unterschiedliche Schichtdicken. Auch die EIS-Daten sind schlecht reproduzierbar. Dies ist auf die molekulare Struktur des Copolymers zur��ckzuf��hren. G��nzlich unterschiedlich verhalten sich die Homopolymere. Aufgrund ihrer Struktur lassen sie sich zu dichten Schichten komprimieren. Messungen der Fluoreszenzerholung nach Photobleichung (FRAP) zeigen homogene aber nicht fluide Schichten. Die photochemisch kovalente Fixierung des Molek��ls auf der Goldoberfl��che konnte durch SPR- sowie EIS-Messungen nachgewiesen werden. Die EIS-Messungen zeigen Werte, die sich in Bereichen der idealen Modellmembran bewegen. Der erfolgreiche Einbau von Valinomycin konnte best��tigt werden. FRAP Untersuchungen zeigten die Bildung homogener Schichten. Diese sind jedoch im Bereich der proximalen Lipidschicht nicht fluide. Um die Fluidit��t in Anlehnung an die Eigenschaften der nat��rlichen Membranen zu erh��hen, wurden die photochemisch kovalent fixierten Anker-Glykolipopolymer-Molek��le durch Mischung mit freien Lipiden lateral verd��nnt. Auch die kovalente Fixierung der GLP-Bausteine innerhalb gemischten Schichten konnte erfolgreich demonstriert werden. Die Schichten zeigten sich jedoch, mit Ausnahme der Schichten aus 50mol% Homopolymer und 50mol% Lipid, inhomogen. Nach Photobleichung durch den Laserblitz kam es nur bei den 50mol%:50mol% -Schichten (Ho: Lipid) zur Erholung der Fluoreszenz, was auf das Vorliegen von beweglichen Lipidmolek��len innerhalb der Membran schliessen l��sst. Der Versuch der Inkorporation von Valinomycin gelang ebenfalls. Alle genannten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die molekulare Architektur der hergestellten Schichten durch die unterschiedlichen L��ngendimensionen des Homopolymer-Molek��ls einerseits, sowie des Lipids andererseits nicht f��r alle Mischungsverh��ltnisse ausreichend stabil ist. Die f��r die kovalente Fixierung erforderliche Trocknung der Schicht f��hrt zu einer deutlichen Verminderung des Wassergehaltes des Systems und einer daraus resultierenden starken Destabilisierung der aufgebauten Schichten. Insgesamt gesehen stellt somit die photochemische Fixierung der glykosidischen Homopolymer-Membranen ein vielversprechendes Modellsystem dar.

COBAMOS: Endnutzerprogrammierung auf Basis nachrichtenbasierter Komponentenvernetzung

Die Aufgabenstellung, welche dieser Dissertation zugrunde liegt, l��sst sich kurz als die Untersuchung von komponentenbasierten Konzepten zum Einsatz in der Softwareentwicklung durch Endanwender beschreiben. In den letzten 20 bis 30 Jahren hat sich das technische Umfeld, in dem ein Gro��teil der Arbeitnehmer seine t��glichen Aufgaben verrichtet, grundlegend ver��ndert. Der Computer, fr��her in Form eines Gro��rechners ausschlie��lich die Dom��ne von Spezialisten, ist nun ein selbstverst��ndlicher Bestandteil der t��glichen Arbeit. Der Umgang mit Anwendungsprogrammen, die dem Nutzer erlauben in einem gewissen Rahmen neue, eigene Funktionalit��t zu definieren, ist in vielen Bereichen so selbstverst��ndlich, dass viele dieser T��tigkeiten nicht bewusst als Programmieren wahrgenommen werden. Da diese Nutzer nicht notwendigerweise in der Entwicklung von Software ausgebildet sind, ben��tigen sie entsprechende Unterst��tzung bei diesen T��tigkeiten. Dies macht deutlich, welche praktische Relevanz die Untersuchungen in diesem Bereich haben. Zur Erstellung eines Programmiersystems f��r Endanwender wird zun��chst ein flexibler Anwendungsrahmen entwickelt, welcher sich als Basis zur Erstellung solcher Systeme eignet. In Softwareprojekten sind sich ��ndernde Anforderungen und daraus resultierende Notwendigkeiten ein wichtiger Aspekt. Dies wird im Entwurf des Frameworks durch Konzepte zur Bereitstellung von wieder verwendbarer Funktionalit��t durch das Framework und M��glichkeiten zur Anpassung und Erweiterung der vorhandenen Funktionalit��t ber��cksichtigt. Hier ist zum einen der Einsatz einer serviceorientierten Architektur innerhalb der Anwendung und zum anderen eine komponentenorientierte Variante des Kommando-Musters zu nennen. Zum anderen wird ein Konzept zur Kapselung von Endnutzerprogrammiermodellen in Komponenten erarbeitet. Dieser Ansatz erm��glicht es, unterschiedliche Modelle als Grundlage der entworfenen Entwicklungsumgebung zu verwenden. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird ein Programmiermodell entworfen und unter Verwendung des zuvor genannten Frameworks implementiert. Damit dieses zur Nutzung durch Endanwender geeignet ist, ist eine Anhebung der zur Beschreibung eines Softwaresystems verwendeten Abstraktionsebene notwendig. Dies wird durch die Verwendung von Komponenten und einem nachrichtenbasierten Kompositionsmechanismus erreicht. Die vorgenommene Realisierung ist dabei noch nicht auf konkrete Anwendungsfamilien bezogen, diese Anpassungen erfolgen in einem weiteren Schritt f��r zwei unterschiedliche Anwendungsbereiche.