Optische Experimente zur Untersuchung der Nichtgleichgewichtsdynamik kolloidaler Suspensionen

In der vorliegenden Forschungsarbeit wird die Konkurrenz von Kristallisation und Verglasung in metastabilen kolloidalen Hart-Kugel(HK)-Modellsystemen mit dynamischer und zeitaufgelöster statischer Lichtstreuung untersucht. Durch gleichzeitige Messungen mit beiden Methoden an derselben Probe gelang es, mit hoher Genauigkeit und aussagekräftiger Statistik nachzuweisen, dass in beiden Systemklassen eine starke Korrelation der strukturellen und dynamischen Eigenschaften vorliegt und diese Korrelation zu quantifizieren. Ein zentraler Teil der Arbeit bestand in dem Aufbau einer geeigneten Lichtstreuanlage mit der erstmalig Messungen der Dynamik und der Struktur simultan an derselben nicht-ergodischen Probe durchgeführt werden konnten. Für die dynamische Lichtstreuung wurde ein Flächendetektor (CCD-Kamera) verwendet. In Kombination mit einer speziellen Detektionsoptik ermöglicht dies, die gleichzeitige Detektion von Streulicht aus unterschiedlichen Probenbereichen (Subensembles). Damit kann gleichzeitig die Dynamik in unterschiedlichen Subensembles mit einer Auflösung von 15,8x15,8µm2 untersucht werden. Die Lichtstreuanlage wurde ausführlich charakterisiert und ihre korrekte Funktionsweise mithilfe von Vergleichsmessungen an etablierten Lichtstreuanlagen bestätigt. Die zeitliche Entwicklung der Dynamik und der Struktur von metastabilen Proben wurde unterhalb, am und oberhalb des Glasübergangs quantifiziert. Dabei zeigte das untersuchte kolloidale HK-Modellsystem alle typischen Eigenschaften eines HK-Systems. Die kristallisierenden Proben zeigten das etablierte zweistufige Kristallisationsszenario mit entsprechender Kristallisationskinetik und die Glasproben zeigten das erwartete Alterungsverhalten. Bei dem zweistufigen Kristallisationsszenario kommt es zuerst zur Nukleation einer metastabilen Zwischenphase von sogenannten Precursorn. In einer zweiten Stufe bilden sich Kristallite innerhalb dieser Precursor. Durch Vergleich zwischen kristallisierenden und verglasenden Proben konnte auch während der Verglasung die Bildung von Precursorn beobachtet werden. Die Korrelation zwischen der Anzahl an Precursorn und der Partikeldynamik legt die Vermutung nahe, dass das immer noch unverstandene Phänomen der Alterung von Gläsern mit der Bildung von Precursorn zusammenhängt. Verhinderte Kristallisation führt zu einer starken Verlangsamung der Partikeldynamik. Die Partikeldynamik einer Probe am Glasübergang zeigt, dass die Probe vor Einsetzen der Kristallisation eine glasartige Dynamik aufwies. Dies legt die Vermutung nahe, dass einkomponentige kolloidale HK-Gläser den Gleichgewichtszustand (Kristall) auf langen Zeitskalen erreichen können. Durch die Untersuchung der Partikeldynamik von metastabilen Proben in einzelnen Subensembles konnte eine heterogene Verteilung der Partikeldynamik nachgewiesen werden. Es existieren Bereiche, in denen die Partikeldynamik schneller oder langsamer ist als in anderen Bereichen. Gleichzeitig zeigen die Messungen der strukturellen Eigenschaften, dass metastabile Proben auch heterogen bezüglich ihrer Struktur sind. Mithilfe dieser Messungen konnte die zeitliche Entwicklung des Anteils an langsamen Partikeln und des Anteils an Partikeln innerhalb von Objekten höherer Ordnung (Precursor/Kristallite) bestimmt werden. Es zeigte sich eine direkte Korrelation zwischen dem Anteil an langsamen Partikeln und dem Anteil an Partikeln in Objekten höherer Ordnung. Die Untersuchung der Dynamik und der Struktur in einzelnen Subensembles lieferte einen weiteren Hinweis darauf, dass Subensembles, in denen eine stärker ausgeprägte strukturelle Ordnung vorliegt, auch bevorzugt eine langsamere Partikeldynamik aufweisen.

Growth response to antiretroviral treatment in HIV-infected children: a cohort study from Lilongwe, Malawi

Objective  Malnutrition is common in HIV-infected children in Africa and an indication for antiretroviral treatment (ART). We examined anthropometric status and response to ART in children treated at a large public-sector clinic in Malawi. Methods  All children aged <15 years who started ART between January 2001 and December 2006 were included and followed until March 2008. Weight and height were measured at regular intervals from 1 year before to 2 years after the start of ART. Sex- and age-standardized z-scores were calculated for weight-for-age (WAZ) and height-for-age (HAZ). Predictors of growth were identified in multivariable mixed-effect models. Results  A total of 497 children started ART and were followed for 972 person-years. Median age (interquartile range; IQR) was 8 years (4–11 years). Most children were underweight (52% of children), stunted (69%), in advanced clinical stages (94% in WHO stages 3 or 4) and had severe immunodeficiency (77%). After starting ART, median (IQR) WAZ and HAZ increased from −2.1 (−2.7 to −1.3) and −2.6 (−3.6 to −1.8) to −1.4 (−2.1 to −0.8) and −1.8 (−2.4 to −1.1) at 24 months, respectively (P < 0.001). In multivariable models, baseline WAZ and HAZ scores were the most important determinants of growth trajectories on ART. Conclusions  Despite a sustained growth response to ART among children remaining on therapy, normal values were not reached. Interventions leading to earlier HIV diagnosis and initiation of treatment could improve growth response.

Effiziente, operative Torbelegung mittels kombinatorischer Auktionen

Das operative Torbelegungsproblem (TBP) z. B. an einem Distributions- oder Cross-dockingzentrum ist ein logistisches Problem, bei dem es gilt, an- und abfahrende Fahrzeuge zeitlich und räumlich so auf die Warenein- und -ausgangstore zu verteilen, dass eine mög-lichst kostengünstige Abfertigung ermöglicht wird. Bisherige Arbeiten, die sich mit dem TBP beschäftigen, lassen Aspekte der Kooperation außer Acht. Dieser Beitrag stellt ein Verfahren vor, durch das der Nachteil einseitig optimaler Torbelegungen überwunden werden kann. Dabei wird auf das Mittel der kombinatorischen Auktionen zurückgegriffen und das TBP als Allokationsproblem modelliert, bei dem Frachtführer um Bündel konsekutiver Einheitszeit-intervalle an den Toren konkurrieren. Mittels eines Vickrey-Clarke-Groves-Mechanismus wird einerseits die Anreizkompatibilität, andererseits die individuelle Rationalität des Auk-tionsverfahrens sichergestellt. Das Verfahren wurde in ILOG OPL Studio 3.6.1 implemen-tiert und die durch Testdaten gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die Laufzeiten gering genug sind, um das Verfahren für die operative (kurzfristige) Planung einzusetzen und so transportlogistische Prozesse für alle Beteiligten wirtschaftlicher zu gestalten.

A Fast Platform for Interactive E-Learning Systems

Modern e-learning systems represent a special type of web information systems. By definition, information systems are special computerized systems used to perform data operations by multiple users simultaneously. Each active user consumes an amount of hardware resources. A shortage of hardware resources can be caused by growing number of simultaneous users. Such situation can result in overall malfunctioning or slowed-down system. In order to avoid this problem, the underlying hardware system gets usually continuously upgraded. These upgrades, typically accompanied with various software updates, usually result in a temporarily increased amount of available resources. This work deals with the problem in a different way by proposing an implementation of a web e-learning system with a modified software architecture reducing resource usage of the server part to the bare minimum. In order to implement a full-scale e-learning system that could be used as a substitute to a conventional web e-learning system, a Rich Internet Application framework was used as basis. The technology allowed implementation of advanced interactivity features and provided an easy transfer of a substantial part of the application logic from server to clients. In combination with a special server application, the server part of the new system is able to run with a reasonable performance on a hardware with very limited computing resources.

Accelerometry and Energy Expenditure in Obese Adults and Normal Weight Controls

Objective: To evaluate a new triaxial accelerometer device for prediction of energy expenditure, measured as VO2/kg, in obese adults and normal-weight controls during activities of daily life. Subjects and methods: Thirty-seven obese adults (Body Mass Index (BMI) 37±5.4) and seventeen controls (BMI 23±1.8) performed eight activities for 5 to 8 minutes while wearing a triaxial accelerometer on the right thigh. Simultaneously, VO2 and VCO2 were measured using a portable metabolic system. The relationship between accelerometer counts (AC) and VO2/kg was analysed using spline regression and linear mixed-effects models. Results: For all activities, VO2/kg was significantly lower in obese participants than in normalweight controls. A linear relationship between AC and VO2/kg existed only within accelerometer values from 0 to 300 counts/min, with an increase of 3.7 (95%-confidence interval (CI) 3.4 - 4.1) and 3.9 ml/min (95%-CI 3.4 - 4.3) per increase of 100 counts/min in obese and normal-weight adults, respectively. Linear modelling of the whole range yields wide prediction intervals for VO2/kg of ± 6.3 and ±7.3 ml/min in both groups. Conclusion: In obese and normal-weight adults, the use of AC for predicting energy expenditure, defined as VO2/kg, from a broad range of physical activities, characterized by varying intensities and types of muscle work, is limited.

Warum einige Studierende ihr Soziologie-Studium abbrechen wollen. Studienwahlmotive, Informationsdefizite und wahrgenommene Berufsaussichten als Determinanten der Abbruchneigung

Im Kern des Beitrags steht die Frage, aus welchen Gründen Studierende der Soziologie einen Studienabbruch in Erwägung zu ziehen. Dabei werden drei mögliche Ursachenkomplexe fokussiert: eine mangelnde Information über das Studium, bestimmte Studienwahlmotive und die Perzeption schlechter Berufsaussichten. Im Rahmen zweier Querschnittsbefragungen an den Universitäten Dresden und Bonn werden diese Bestimmungsgründe der Studienabbruchsabsicht zusammen mit anderen Ursachen (z.B. finanzielle Probleme, mangelnde Studienmotivation etc.) simultan analysiert. Es stellt sich heraus, dass den Faktoren 'Informiertheit' und 'perzipierte Berufsaussichten für Akademiker' durchaus eine bedeutsame Rolle bei der Erklärung der Studienabbruchsabsicht zukommt, während keine direkten signifikanten Einflüsse bestimmter Studienwahlmotive nachgewiesen werden können. Gewichtigster Prädiktor der Studienabbruchabsicht ist die mangelnde Studienmotivation, die ihrerseits von einer Vielzahl der analysierten studienspezifischen Faktoren abhängt (z.B. Leistungsprobleme bei selektiven Gruppen von Soziologie-Studierenden, subjektiv eingeschätzte Dauer des Studiums).

Oxygen isotopes and Sr/Ca ratios of fossil corals from Bonaire

Explanations for the demise of the Classic Maya civilization on the Yucatán Peninsula during the Terminal Classic Period (TCP; CE 750-1050) are controversial. Multiyear droughts are one likely cause, but the role of the Caribbean Sea, the dominant moisture source for Mesoamerica, remains largely unknown. Here we present bimonthly resolved snapshots of reconstructed sea surface temperature (SST) and salinity (SSS) variability in the southern Caribbean from precisely dated fossil corals. Our fossil coral results from Bonaire indicate strong interannual to decadal SST and SSS variability in the southern Caribbean Sea during the TCP with multiyear extremes of high SSS and high SST that coincide with droughts on the Yucatán Peninsula. The results are best explained by changed Caribbean SST gradients affecting the Caribbean low-level atmospheric jet with consequences for Mesoamerican precipitation, possibly linked to changes in Atlantic Meridional Overturning Circulation strength. Our findings provide a new perspective on the anomalous hydrological changes on the Yucatán Peninsula during the TCP that complement the often-suggested southward displacement of the Intertropical Convergence Zone. We advocate for a strong role of ocean-atmosphere interactions in the Caribbean Sea related to the multiyear variations in Caribbean Sea surface conditions as an important driver of the spatially complex pattern of hydrological anomalies during the TCP.