Phosphonsäurehaltige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe für Anwendungen in Brennstoffzellen

Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese und Charakterisierung phosphonsäurehaltiger, organischer Kristalle als ionenleitende Verbindungen in Brennstoffzellen-Anwendungen. Sie zielt dabei einerseits auf die Darstellung von protonenleitenden Polyphenylenverbindungen und deren Verwendung als Linker für den Aufbau protonenleitender Aluminium-Phosphonat-Netzwerke ab und behandelt andererseits die Einführung stark polarer Phosphonsäuregruppen in einen diskreten Nanographenkern sowie deren Einfluss auf die ionen- und elektronenleitenden Eigenschaften, um diese als gemischt-leitende Kompatibilisatoren an der isolierenden Elektrode/ Membran-Grenzfläche in einer Brennstoffzelle zu verwenden. Am Beispiel eines phosphonsäurefunktionalisierten, phenylenisch-expandierten Hexaphenylbenzols konnte ein solvothermisch stabiler Protonenleiter mit einer Selbstorganisation in kolumnare, supramolekulare Strukturen und hoher, temperaturunabhängiger Leitfähigkeit mit dominierendem Grotthuss-Anteil präsentiert werden. Durch einen Wechsel dieser 1D-radialen Phosphonsäureanordnung in der Molekülhülle hin zu 2D- und 3D-H2PO3-funktionalisierten, dendritischen Stäbchen- bzw. Kugelstrukturen konnte gezeigt werden, dass eine kolumnare Molekülanordnung jedoch kein notwendiges Kriterium für einen Grotthuss-artigen Protonentransport darstellt. Durch die mehrdimensionale Orientierung der Phosphonsäuren in der Außenhülle der Dendrimere garantieren die synthetisierten Strukturen hochaggregierte Phosphonsäurecluster, die als dichtes Säurekontinuum die eigentlichen protonenleitfähigen Kanäle darstellen und somit als entscheidendes Kriterium für das Auftreten eines Grotthuss-artigen Mechanismus definiert werden müssen. Eine signifikante Erhöhung der Leitfähigkeit konnte durch den Aufbau poröser, organisch-anorganischer Netzwerke (Al-HPB-NETs) über Komplexierung einer unterstöchiometrischen Menge an Aluminium-Kationen mit der Polyphosphonsäureverbindung Hexakis(p-phosphonatophenyl)benzol als Linkereinheit erfolgen, die anschließend mit kleinen intrinsischen Protonenleitern wie Phosphonsäure dotiert wurden. Diese dotierten Netzwerke wiesen außergewöhnliche Leitfähigkeit auf, da sie die σ-Werte des Referenzpolymers Nafion® bereits in einem Temperaturbereich oberhalb von 135°C übertrafen, aber gleichzeitig ein sehr gutes Säureretentionsverhalten von einem Gew.-% Säuredesorption über eine Immersionsdauer von 14 h gegenüber wässrigem Medium zeigten. Durch Mischen dieser Aluminiumphosphonate mit einer dotierten Polymermatrix wie PBI konnten synergistische Effekte durch zusätzliche attraktive H-Brückenbindungen zwischen molekular angebundener Phosphonsäure und mobiler H3PO4 an Hand eines signifikanten Leitfähigkeitsanstiegs für die resultierenden Membranen beobachtet werden. Die Protonenleitfähigkeit lag in diesen Materialien in dem gesamten untersuchten Temperaturbereich oberhalb von Nafion®. Durch das Einbringen der NETs in PBI konnte ebenfalls die Säureretention von PBI um etwa 9 % bei kurzen Immersionszeiten (bis 1 min) verbessert werden. Darüber hinaus wurde in der vorliegenden Arbeit die synthetische Kombination eines hydrophoben, elektronenleitenden Nanographenkerns mit einer, durch eine isolierende Peripherie getrennten, stark polaren, protonenleitenden Außenhülle realisiert. Am Beispiel von zwei phosphonsäurefunktionalisierten Triphenylenen, die sich in Länge und Planarität der gewählten Peripheriebausteine unterschieden, sollten polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe mit gemischt protonen- und elektronenleitenden Eigenschaften hergestellt werden, die über Impedanzspektroskopie und Vierpunktmessungen untersucht wurden. Da es sich bei der Anwendung solcher gemischtleitenden Verbindungen um grenz-flächenaktive Substanzen handelt, die das ohne verbesserte Anbindung bestehende Dielektrikum zwischen Elektrode und protonenleitender Membran überbrücken sollen, wurde die Untersuchung eines möglichen Elektronentransportes durch eine Molekülmonolage ebenfalls über kombinatorische STM- und STS-Technik durchgeführt.

Control over microstructure evolution and device performance in solution processable organic field-effect transistors

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Kontrolle von Selbstorganisation und Mikrostruktur von organischen Halbleitern und deren Einsatz in OFETs. In Kapiteln 3, 4 und 5 eine neue Lösungsmittel-basierte Verabeitungsmethode, genannt als Lösungsmitteldampfdiffusion, ist konzipiert, um die Selbstorganisation von Halbleitermolekülen auf der Oberfläche zu steuern. Diese Methode als wirkungsvolles Werkzeug erlaubt eine genaue Kontrolle über die Mikrostruktur, wie in Kapitel 3 am Beispiel einer D-A Dyad bestehend aus Hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) als Donor und Perylene Diimide (PDI) als Akzeptor beweisen. Die Kombination aus Oberflächenmodifikation und Lösungsmitteldampf kann die Entnetzungseffekte ausgleichen, so dass die gewüschte Mikrostruktur und molekulare Organisation auf der Oberfläche erreicht werden kann. In Kapiteln 4 und 5 wurde diese Methode eingesetzt, um die Selbstorganisation von Dithieno[2, 3-d;2’, 3’-d’] benzo[1,2-b;4,5-b’]dithiophene (DTBDT) und Cyclopentadithiophene -benzothiadiazole copolymer (CDT-BTZ) Copolymer zu steuern. Die Ergebnisse könnten weitere Studien stimulieren und werfen Licht aus andere leistungsfaähige konjugierte Polymere. rnIn Kapiteln 6 und 7 Monolagen und deren anschlieβende Mikrostruktur von zwei konjugierten Polymeren, Poly (2,5-bis(3-alkylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene) PBTTT und Poly{[N,N ′-bis(2-octyldodecyl)-naphthalene-1,4,5,8-bis (dicarboximide)-2,6-diyl]-alt-5,5′- (2,2′-bithiophene)}, P(NDI2OD-T2)) wurden auf steife Oberflächen mittels Tauchbeschichtung aufgebracht. Da sist das erste Mal, dass es gelungen ist, Polymer Monolagen aus der Lösung aufzubringen. Dieser Ansatz kann weiter auf eine breite Reihe von anderen konjugierten Polymeren ausgeweitet werden.rnIn Kapitel 8 wurden PDI-CN2 Filme erfolgreich von Monolagen zu Bi- und Tri-Schichten auf Oberflächen aufgebracht, die unterschiedliche Rauigkeiten besitzen. Für das erste Mal, wurde der Einfluss der Rauigkeit auf Lösungsmittel-verarbeitete dünne Schichten klar beschrieben.rn

Integration von Heizern in thermotrope flüssigkristalline Elastomer-Aktoren und deren Anwendung beim technischen Nachbau eines menschlichen Auges

Flüssigkristalline Elastomere (LCE) zeigen eine reversible Kontraktion und werden in der Literatur auch als „künstliche Muskeln“ bezeichnet. In dieser Arbeit werden sie mit einem integrierten Heizer versehen, um eine schnelle und präzise Ansteuerung zu ermöglichen. Anschließend werden diese als Aktoren zur Realisierung eines technischen Nachbaus des menschlichen Auges verwendet. rnDas einzigartige Verhalten der flüssigkristallinen Elastomere beruht auf der Kombination der Entropie Elastizität des Elastomers mit der Selbstorganisation der flüssigkristallinen Einheiten (Mesogene). Diese beiden Eigenschaften ermöglichen eine reversible, makroskopische Verformung beim Phasenübergang des Flüssigkristalls in die isotrope Phase. Hierbei ist es wichtig eine homogene Orientierung der Mesogene zu erzeugen, was in dieser Arbeit durch ein Magnetfeld erreicht wird. Da es sich um ein thermotropes flüssigkristallines Elastomer handelt, werden in dieser Arbeit zwei Ansätze vorgestellt, um den LCE intern zu heizen. Zum einen werden Kohlenstoffnanoröhren integriert, um diese über Strahlung oder Strom zu heizen und zum anderen wird ein flexibler Heizdraht integriert, welcher ebenfalls über Strom geheizt wird. rnUm den technischen Nachbau des menschlichen Auges zu realisieren, ist die Herstellung einer flüssigkristallinen Iris gezeigt. Hierzu wird ein radiales Magnetfeld aufgebaut, welches eine radiale Orientierung des Mesogene ermöglicht, wodurch wiederum eine radiale Kontraktion ermöglicht wird. Außerdem sind zwei Konzepte vorgestellt, um eine Elastomer Linse zu verformen. Zum einen wird diese mit einem ringförmigen LCE auseinandergezogen und somit abgeflacht. Zum anderen sind acht Aktoren über Anker an einer Linse angebracht, welche ebenfalls eine Vergrößerung der Linse bewirken. In beiden Fällen werden LCE mit dem zuvor präsentierten integrierten Heizdraht verwendet. Abschließend ist das Zusammensetzen des technische Nachbaus des menschlichen Auges dargestellt, sowie Aufnahmen, welche mit diesem erzeugt wurden.

Zellulare Fördertechnik

Dieser Artikel beschreibt die Vision einer vollständig service-orientierten Architektur zur Steuerung von Materialflusssystemen. Dies setzt eine intelligente Umgebung voraus, innerhalb derer die adäquaten (Web) Services zum Anlauf gebracht werden können. Verteilte Server übernehmen das Management und die Organisation des Systems innerhalb dieser Umgebung. In letzter Konsequenz ermöglicht dies die vollständige Selbstorganisation von Materialflusssystemen, deren Fördertechnik folgerichtig eine zellulare Struktur und als Vision künftiger Fördertechnik eine organische Anpassung an dynamische Anforderungsprofile ermöglicht.

Dezentrale selbstorganisierte Grobplanung von Intralogistiksystemen mit Hilfe eines Software-Agentensystems

In diesem Beitrag wird eine dezentral aufgebaute und auf Selbstorganisation basierende Methodik zur Grobplanung von Intralogistiksystemen thematisiert. Diese Methodik sieht eine Kombination des Wissenschaftsgebiets der Agentensysteme aus der Informatik mit der Materialflussplanung vor. Dieser Artikel leistet somit einen Beitrag für die Entwicklung eines intelligenten, rechnergestützten Assistenzsystems zur Planung intralogistischer Systeme.

Keratitis durch Herpes-simplex- und Varizella-zoster-Virus

Herpes-simplex- und Varizella-zoster-Viren sind die häufigsten Ursachen viraler Keratitiden. Bei chronisch rezidivierendem Verlauf entstehen oft visuslimitierende Komplikationen. Typische Verlaufsformen sind die epitheliale Keratitis (dendritisch/geografisch), stromale Keratitis (infektiös und/oder immunologisch), Endotheliitis (disziform) und neurotrophe Keratopathie (metaherpetische Keratitis). Beim Zoster ophthalmicus kommt die Problematik der postherpetischen Neuralgie hinzu. Mit den verfügbaren Virustatika stehen potente Wirkstoffe zur Verfügung, auch zur Schubprophylaxe. Sobald immunologische Prozesse eine zentrale Rolle spielen, ist der gezielte Einsatz von topischen Kortikosteroiden oder Ciclosporin A notwendig. Der Epithelschluss kann mit Tränenersatzmitteln, Kontaktlinsen oder einer Amnionmembran-Transplantation unterstützt werden. Die Erfolgsrate von elektiven Keratoplastiken kann durch eine Langzeitprophylaxe mit systemischen Virustatika verbessert werden.

Schweizer Judentum im Wandel. Religion und Gemeinschaft zwischen Integration, Selbstbehauptung und Abgrenzung

In den sich ausdifferenzierenden Lebenswelten der Jüdinnen und Juden in der Schweiz sind in den letzten Jahrzehnten vermehrt neue Konflikte zutage getreten: Einerseits sind die Stellung der jüdischen Frauen in Gemeinden und Gottesdiensten sowie der Umgang mit Ehen zwischen jüdischen und nichtjüdischen Partnern und deren Kindern vermehrt in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit gerückt. Andererseits bilden charedische, das heisst streng orthodoxe Gemeinschaften ausserhalb der Einheitsgemeinden eine jüdische Milieugesellschaft, die als eine eigene Lebenswelt wahrgenommen wird.Hinzu kommt, dass heute in Israel beinahe so viele jüdische Schweizer und Schweizerinnen leben, wie es Juden und Jüdinnen in Gemeinden in der Schweiz gibt. Das Bild der jüdischen Schweizer und Schweizerinnen ist also höchst vielfältig. In diesen unterschiedlichen Lebenswelten stellen sich Fragen nach dem Regelwerk von Selbstorganisation, nach dem religiösen Wertekanon und den systemischen Wirkungen in- und ausserhalb der jüdischen Gemeinden.Im Zentrum der in diesem Band versammelten Beiträge stehen die so genannten Einheitsgemeinden, unter deren Dach die unterschiedlichen religiösen Richtungen unter Führung eines zumeist orthodoxen Rabbinats stehen. In diesen Gemeinden fühlt sich ein grosser Teil der Juden und Jüdinnen in der Schweiz beheimatet. Die Auseinandersetzungen zwischen orthodoxen, konservativen und liberalen Flügeln des Judentums haben diesen Willen zur Einheit immer wieder vor die Frage von Inklusion und Exklusion gestellt.

Was will der Demokrat? Will er das Interesse einer einzelnen Partei verfechten, einer bestimmten, durch gleiche Lebensweise, durch gleichen Wohlstand, oder gleiche Armuth verbundenen Klasse der Gesellschaft? ...

Welsch (Projektbearbeiter): Neben der Darstellung der politischen Ziele des 'Demokraten' werden Forderungen nach Sozialisierung der von der Seehandlung (dem Geld- u. Bankinstitut des preußischen Staates) erzielten Gewinne sowie nach gewerkschaftlicher Selbstorganisation der Arbeiterschaft erhoben. Lohnerhöhung und Arbeitszeitverkürzung allein seien nur "äußerliche Abhülfen" bzw. "Palliativ-Mittel"

Migranten Und Internierte:Deutsche in Glasgow, 1864-1918

Für deutsche Migranten des 19. Jahrhunderts war Großbritannien eines der wichtigsten Zielländer innerhalb Europas. Zum ersten Mal wird eine der zahlreichen deutsch-ethnischen Kolonien einer mikrohistorischen Untersuchung unterzogen. Die Perspektive erlaubt quellengestützt genauere Aussagen zu Themenkomplexen wie Wanderungsverhalten, Berufsstruktur oder ethnischer Selbstorganisation. In Glasgow bildete sich ein dichtes Netz an ethnischen Vereinigungen, das sich nach Kriegsausbruch unter dem germanophoben Druck der britischen Öffentlichkeit sowie staatlichen Maßnahmen wie Internierung, Repatriierung oder Enteignung fast vollständig auflöste. Die Glasgower Fallstudie wird durch zahlreiche Querverweise auf andere Regionen und Länder in einen größeren migrationsgeschichtlichen Rahmen eingeordnet. German migrants of the 19th century. Century Britain was one of the main destination countries within Europe. One of the many German ethnic colonies of a micro historical investigation is subjected for the first time. The perspective allows more detailed statements on topics such as migratory behavior, occupational structure or ethnic self-organization source based. A dense network of ethnic associations that almost completely disbanded after war germanophoben pressure from the British public and Government measures such as detention, repatriation or expropriation was formed in Glasgow. The Glasgow case study are classified by numerous cross-references to other regions and countries within a larger migration history.

Global teacher für die Weltgesellschaft!? Theoretische Überlegungen zu den Kompetenzen von Lehrkräften, um Globales Lernen kompetenzorientiert zu unterrichten

In diesem Aufsatz werden historisch-systematische Anregungen zur Debatte um Kompetenz und Kompetenzen im Kontext bildungs- und professionstheoretischer Überlegungen angeboten. Dies ist der Ausgangspunkt für ein Nachdenken über angestrebte Kompetenzen Globalen Lernens sowie Kompetenzfelder des Global Teachers, um einen kompetenzorientierten Umgang damit zu ermöglichen. (DIPF/Orig.)