The long-term stability of a possible aqueous ammonium sulfate ocean inside Titan

We model the thermal evolution of a subsurface ocean of aqueous ammonium sulfate inside Titan using a parameterized convection scheme. The cooling and crystallization of such an ocean depends on its heat flux balance, and is governed by the pressure-dependent melting temperatures at the top and bottom of the ocean. Using recent observations and previous experimental data, we present a nominal model which predicts the thickness of the ocean throughout the evolution of Titan; after 4.5 Ga we expect an aqueous ammonium sulfate ocean 56 km thick, overlain by a thick (176 km) heterogeneous crust of methane clathrate, ice I and ammonium sulfate. Underplating of the crust by ice I will give rise to compositional diapirs that are capable of rising through the crust and providing a mechanism for cryovolcanism at the surface. We have conducted a parameter space survey to account for possible variations in the nominal model, and find that for a wide range of plausible conditions, an ocean of aqueous ammonium sulfate can survive to the present day, which is consistent with the recent observations of Titan's spin state from Cassini radar data [Lorenz, R.D., Stiles, B.W., Kirk, R.L., Allison, M.D., del Marmo, P.P., Iess, L., Lunine, J.I., Ostro, S.J., Hensley, S., 2008. Science 319, 1649–1651].

An N2: CH4: H2O DC glow discharge plasma probed by optical and electric techniques: significance to the radiation chemistry of Titan's upper atmosphere in the presence of meteoritic water

This paper presents optical and electrical measurements on plasma generated by DC excited glow discharges in mixtures composed of 95% N2, 4.8% CH4 and 0.2% H2O at pressures varying from 1.064 mbar to 4.0 mbar. The discharges simulate the chemical reactions that may occur in Titan's atmosphere in the presence of meteorites and ice debris coming from Saturn's systems, assisted by cosmic rays and high energy charged particles. The results obtained from actinometric optical emission spectroscopy, combined with the results from a pulsed Langmuir probe, show that chemical species CH, CN, NH and OH are important precursors in the synthesis of the final solid products and that the chemical kinetics is essentially driven by electronic collision processes. It is shown that the presence of water is sufficient to produce complex solid products whose components are important in prebiotic compound synthesis. © 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Possible tropical lakes on Titan from observations of dark terrain

Titan has clouds, rain and lakes-like Earth-but composed of methane rather than water. Unlike Earth, most of the condensable methane (the equivalent of 5 m depth globally averaged(1)) lies in the atmosphere. Liquid detected on the surface (about 2 m deep) has been found by radar images only poleward of 50 degrees latitude(2,3), while dune fields pervade the tropics(4). General circulation models explain this dichotomy, predicting that methane efficiently migrates to the poles from these lower latitudes(5-7). Here we report an analysis of near-infrared spectral images(8) of the region between 20 degrees N and 20 degrees S latitude. The data reveal that the lowest fluxes in seven wavelength bands that probe Titan's surface occur in an oval region of about 60 x 40 km(2), which has been observed repeatedly since 2004. Radiative transfer analyses demonstrate that the resulting spectrum is consistent with a black surface, indicative of liquid methane on the surface. Enduring low-latitude lakes are best explained as supplied by subterranean sources (within the last 10,000 years), which may be responsible for Titan's methane, the continual photochemical depletion of which furnishes Titan's organic chemistry(9).

Radiative transfer analyses of Titan's tropical atmosphere

Titan's optical and near-IR spectra result primarily from the scattering of sunlight by haze and its absorption by methane. With a column abundance of 92 km amagat (11 times that of Earth), Titan's atmosphere is optically thick and only similar to 10% of the incident solar radiation reaches the surface, compared to 57% on Earth. Such a formidable atmosphere obstructs investigations of the moon's lower troposphere and surface, which are highly sensitive to the radiative transfer treatment of methane absorption and haze scattering. The absorption and scattering characteristics of Titan's atmosphere have been constrained by the Huygens Probe Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) experiment for conditions at the probe landing site (Tomasko, M.G., Bezard, B., Doose, L., Engel, S., Karkoschka, E. 120084 Planet. Space Sci. 56, 624-247: Tomasko, M.G. et al. [2008b] Planet. Space Sci. 56, 669-707). Cassini's Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) data indicate that the rest of the atmosphere (except for the polar regions) can be understood with small perturbations in the high haze structure determined at the landing site (Penteado, P.F., Griffith, CA., Tomasko, M.G., Engel, S., See, C., Doose, L, Baines, K.H., Brown, R.H., Buratti, B.J., Clark, R., Nicholson, P., Sotin, C. [2010]. Icarus 206, 352-365). However the in situ measurements were analyzed with a doubling and adding radiative transfer calculation that differs considerably from the discrete ordinates codes used to interpret remote data from Cassini and ground-based measurements. In addition, the calibration of the VIMS data with respect to the DISR data has not yet been tested. Here, VIMS data of the probe landing site are analyzed with the DISR radiative transfer method and the faster discrete ordinates radiative transfer calculation; both models are consistent (to within 0.3%) and reproduce the scattering and absorption characteristics derived from in situ measurements. Constraints on the atmospheric opacity at wavelengths outside those measured by DISR, that is from 1.6 to 5.0 mu m, are derived using clouds as diffuse reflectors in order to derive Titan's surface albedo to within a few percent error and cloud altitudes to within 5 km error. VIMS spectra of Titan at 2.6-3.2 mu m indicate not only spectral features due to CH4 and CH3D (Rannou, P., Cours, T., Le Mouelic, S., Rodriguez, S., Sotin, C., Drossart, P., Brown, R. [2010]. Icarus 208, 850-867), but also a fairly uniform absorption of unknown source, equivalent to the effects of a darkening of the haze to a single scattering albedo of 0.63 +/- 0.05. Titan's 4.8 mu m spectrum point to a haze optical depth of 0.2 at that wavelength. Cloud spectra at 2 mu m indicate that the far wings of the Voigt profile extend 460 cm(-1) from methane line centers. This paper releases the doubling and adding radiative transfer code developed by the DISR team, so that future studies of Titan's atmosphere and surface are consistent with the findings by the Huygens Probe. We derive the surface albedo at eight spectral regions of the 8 x 12 km(2) area surrounding the Huygens landing site. Within the 0.4-1.6 mu m spectral region our surface albedos match DISR measurements, indicating that DISR and VIMS measurements are consistently calibrated. These values together with albedos at longer 1.9-5.0 mu m wavelengths, not sampled by DISR, resemble a dark version of the spectrum of Ganymede's icy leading hemisphere. The eight surface albedos of the landing site are consistent with, but not deterministic of, exposed water ice with dark impurities. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Anwendung der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie zur Charakterisierung der Struktur von Zähnen und von oberflächenmodifiziertem Titan für Knochenimplantate

Zusammenfassung Mittels Fluoreszenzfarbstoffen können Strukturen sichtbar gemacht werden, die auf kon-ventionellem Weg nicht, oder nur schwer darzustellen sind. Besonders in Kombination mit der Konfokalen Laser Scanning Mikroskopie eröffnen sich neue Wege zum spezifischen Nachweis unterschiedlichster Komponenten biologischer Proben und gegebenenfalls deren dreidimensionale Widergabe.Die Visualisierung des Proteinanteils des Zahnhartgewebes kann mit Hilfe chemisch kopplungsfähiger Fluorochrome durchgeführt werden. Um zu zeigen, daß es sich bei dieser Markierung nicht um unspezifische Adsorption des Farbstoffes handelt, wurde zur Kontrolle die Proteinkomponente der Zahnproben durch enzymatischen Verdau beseitigt. Derartig behandelte Präparate wiesen eine sehr geringe Anfärbbarkeit auf.Weiterführend diente diese enzymatische Methode als Negativkontrolle zum Nachweis der Odontoblastenfortsätze im Dentin bzw. im Bereich der Schmelz-Dentin-Grenze. Hiermit konnte differenziert werden zwischen reinen Reflexionsbildern der Dentinkanäle und den Zellausläufern deren Membranen gezielt durch lipophile Fluoreszenzfarbstoffe markiert wurden.In einem weiteren Ansatz konnte gezeigt werden, daß reduzierte und daher nichtfluoreszente Fluoresceinabkömmlinge geeignet sind, die Penetration von Oxidationsmitteln (hier H2O2) in den Zahn nachzuweisen. Durch Oxidation dieser Verbindungen werden fluoreszierende Produkte generiert, die den Nachweis lieferten, daß die als Zahnbleichmittel eingesetzten Mittel rasch durch Schmelz und Dentin bis in die Pulpahöhle gelangen können.Die Abhängigkeit der Fluoreszenz bestimmter Fluorochrome von deren chemischer Um-gebung, im vorliegenden Fall dem pH-Wert, sollte eingesetzt werden, um den Säuregrad im Zahninneren fluoreszenzmikroskopisch darzustellen. Hierbei wurde versucht, ein ratio-metrisches Verfahren zu entwickeln, mit dem die pH-Bestimmung unter Verwendung eines pH-abhängigen und eines pH-unabhängigen Fluorochroms erfolgt. Diese Methode konnte nicht für diese spezielle Anwendung verifiziert werden, da Neutralisationseffekte der mineralischen Zahnsubstanz (Hydroxylapatit) die pH-Verteilung innerhalb der Probe beeinflußen. Fluoreszenztechniken wurden ebenfalls ergänzend eingesetzt zur Charakterisierung von kovalent modifizierten Implantatoberflächen. Die, durch Silanisierung von Titantestkörpern mit Triethoxyaminopropylsilan eingeführten freien Aminogruppen konnten qualitativ durch den Einsatz eines aminspezifischen Farbstoffes identifiziert werden. Diese Art der Funktionalisierung dient dem Zweck, Implantatoberflächen durch chemische Kopplung adhäsionsvermittelnder Proteine bzw. Peptide dem Einheilungsprozeß von Implantaten in den Knochen zugänglicher zu machen, indem knochenbildende Zellen zu verbessertem Anwachsverhalten stimuliert werden. Die Zellzahlbestimmung im Adhäsionstest wurde ebenfalls mittels Fluoreszenzfarbstoffen durchgeführt und lieferte Ergebnisse, die belegen, daß die durchgeführte Modifizierung einen günstigen Einfluß auf die Zelladhäsion besitzt.

Polymerisationskatalysatoren auf Basis von Titan- und Vanadiumkomplexen mit Bisphenolato-Liganden

Die Synthese und Charakterisierung von Bisphenolato-Komplexen des Titans und Vanadiums werden beschrieben.Neben dem Methylkomplex wurde eine Reihe von Bisphenolato-Komplexen des Titan(IV) der Zusammensetzung (tbmp)(o-C6H4CH2NMe2)TiX (mit X = CH2SiMe3, CH2Ph, OTf) synthetisiert. Der Methylkomplex wurde mit B(C6F5)3 oder (tbmp)(tbmpH)Al zum Komplexkation [(tbmp)(o-C6H4CH2NMe2)Ti]+ umgesetzt und dessen Reaktivität gegenüber 1-Olefinen untersucht.Ausgehend von (tbmp)TiCl2 wurden der Dimethylkomplex (tbmp)TiMe2 und der Dibenzylkomplex (tbmp)Ti(CH2Ph)2 dargestellt und strukturell charakterisiert. Der Dibenzylkomplex liegt im Kristall als Dimer vor, verbrückt über ein Dioxan-Molekül, während der Dimethylkomplex auch im Feststoff monomer ist. Dies ist das erste Beispiel für die Koordinationszahl fünf bei Bisphenolato-Titan-Komplexen.Polymerisationsversuche mit (tbmp)TiMe2 und B(C6F5)3 weisen auf eine hohe Reaktivität und geringe Stabilität des aktivierten Komplexes hin, die zu geringen Polymer-Ausbeuten führt.Im Falle des Vanadiums konnten trotz Schwierigkeiten aufgrund der hohen Redoxaktivität dieses Elements mehrere Komplexe dargestellt werden. Synthetisiert und strukturell charakterisiert wurden der Komplex (mbmp)V(O)(CH2SiMe3)·B(C6F5)3, das erste Beispiel für ein Boranaddukt eines Oxokomplexes des fünfwertigen Vanadiums, und der erste Di(bisphenolato)-Komplex des vierwertigen Vanadiums, (tbmp)2V.Desweiteren gelang die Darstellung von (mbmp)V(O)(CH2SiMe2Ph)·B(C6F5)3, (tbmp)VCl(THF)2 und (mbmp)2V. Die Alkylkomplexe des fünfwertigen Vanadiums waren mit B(C6F5)3 für die Polymerisation von Ethen nicht aktivierbar. Hingegen bildete (tbmp)VCl(THF)2 mit DEAC ein sehr aktives System für die Polymerisation von Ethen.

Finite element analysis on Titan STL3 OTR tires

Finite element tire modeling can be a challenging process, due to the overall complexities within the tire and the many variables that are required to produce capable predictive simulations. Utilizing tools from Abaqus finite element software, adequate predictive simulations that represent actual operational conditions can be made possible. Many variables that result from complex geometries and materials, multiple loading conditions, and surface contact can be incorporated into modeling simulations. This thesis outlines modeling practices used to conduct analysis on specific tire variants of the STL3 series OTR tire line, produced by Titan Tire. Finite element models were created to represent an inflated tire and rim assembly, supporting a 30,000 lb load while resting on a flat surface. Simulations were conducted with reinforcement belt cords at variable angles in order to understand how belt cord arrangement affects tire components and stiffness response.

Evaluation of 15 mandibular reconstructions with Dumbach Titan Mesh-System and particulate cancellous bone and marrow harvested from bilateral posterior ilia

This study reports on 15 mandibular reconstructions using the Dumbach Titan Mesh-System and particulate cancellous bone and marrow harvested from bilateral posterior ilia. All cases showed segmental defects. Eleven cases involved patients with malignant tumor. Six patients had received irradiation of 40-50 Gy. Reconstructions were performed immediately in 1 patient and secondarily in the remaining 14 patients. In 13 cases, mandibles were successfully reconstructed. Of these 13 patients, 9 reconstructions were completed without complications, whereas the other 4 cases showed complications. In 2 cases, reconstruction failed completely. Overall success rate was 87%. Statistical analysis revealed the extent of mandibular defect, but not malignancy of the original disease or radiotherapy of titanium mesh using a 3-dimensional skull model is expected to improve surgical outcomes.