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    <title>OPUS 4 Latest Documents RSS Feed</title>
    <description>Latest documents</description>
    <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/index/index/</link>
    <pubDate>Tue, 11 Sep 2012 10:13:43 +0100</pubDate>
    <lastBuildDate>Tue, 11 Sep 2012 10:13:43 +0100</lastBuildDate>
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      <title>Jahresbericht  2010 -  Universität Bayreuth Rechenzentrum</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/991</link>
      <description>Jahresbericht</description>
      <author/>
      <category>periodical</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/991</guid>
      <pubDate>Fri, 09 Nov 2012 10:13:43 +0100</pubDate>
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      <title>Stability Analysis of Unconstrained Receding Horizon Control Schemes</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/873</link>
      <description>In this thesis we are concerned with receding horizon control (RHC), also known as model predictive control. In particular, schemes which neither incorporate terminal constraints nor costs are considered. Our goal is to ensure a relaxed Lyapunov inequality which allows to conclude asymptotic stability of the RHC closed loop and, in addition, to quantify the loss of performance in comparison to infinite horizon optimal control. To this end, a (stability) condition is derived based on a controllability assumption. Then, a sensitivity analysis is carried out with respect to the most important parameters in our RHC strategy: the prediction and the control horizon. Here, the proposed stability condition is exploited in order to deduce guidelines to suitably design receding horizon stage costs. Furthermore, symmetry and monotonicity properties are rigorously shown which pave the way in order to develop algorithms such that the prediction horizon and, thus, the computational costs can be reduced while maintaining a desired performance guarantee.&#13;
&#13;
Since many practically relevant discrete time systems are induced by sampled differential equations, effects linked to employing faster sampling and, thus, more accurate discretizations are analyzed. In this context a growth condition which may, e.g., reflect continuity properties, is introduced and the proposed methodology is generalized to this setting - a decisive step towards so called accumulated bounds which further improve our stability estimates and, thus, allow to derive tighter performance bounds. Moreover, the applicability and effectiveness of the presented results are demonstrated by several examples including a class of reaction diffusion equations.</description>
      <author>Karl Worthmann</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/873</guid>
      <pubDate>Fri, 03 Aug 2012 12:20:15 +0200</pubDate>
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    <item>
      <title>Etablierung von Methoden zur Bioevaluation antitumoraler Naturstoffe, Metabolite und Analoga</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/842</link>
      <description>Die Ziele, die ich mir vor Beginn meiner Arbeit gesteckt habe (siehe 1.3), wurden weitestgehend erreicht. Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe Illudin M 11 zuverlässig gewonnen werden kann. Die Aufzucht von O. olearius im Medium HA- und die Extraktion nach Kutscher-Steudel erwiesen sich hierbei als Methoden der Wahl. Illudin S 11a konnte jedoch nicht isoliert werden. &#13;
&#13;
Daneben konnte eine Reihe von Verfahren zur Evaluierung von Testsubstanzen etabliert werden. Die Untersuchungen der Substanzeigenschaften (siehe 2.5 bis 2.8) lieferten nützliche und verlässliche Ergebnisse, auch wenn man hinsichtlich des Einsatzbereiches manchmal Einschränkungen in Kauf nehmen musste. Die Stabilität von Esterbindungen wurde auf zwei Arten untersucht. Die getesteten Substanzen 16c, 18 und 19b erwiesen sich hierbei als weitestgehend stabil gegenüber Hydrolyse (siehe 3.2). Die Methode, die zur Untersuchung der Komplexbildung eingesetzt wurde, lässt sich nicht auf alle Verbindungen übertragen, sondern nur auf solche, deren Komplexe ein Absorptionsmaximum im sichtbaren Bereich besitzen (siehe 3.3). Bei den Eisenkomplexen war das Potential der getesteten Liganden, Komplexe zu bilden vergleichbar mit dem von EDTA. Bei den anderen getesteten Kationen war dieses schwächer ausgeprägt. Im Rahmen des Glutathion-Monitorings wurde festgestellt, dass – im Gegensatz zur Muttersubstanz 11 – keines der getesteten Illudinderivate 27 eine spontane Reaktion mit GSH eingeht (siehe 3.4). Der Alkylierungsassay mit Aceton liefert nur für farblose Verbindungen verlässliche Ergebnisse. Bei den getesteten Illudinderivaten 27 konnte zwar ein Alkylierungspotential gemessen werden, doch stellt deren vorhandene Eigenabsorption einen gewissen Unsicherheitsfaktor dar. Der Alkylierungsassay mit Acetophenon lieferte keine verwertbaren Ergebnisse (siehe 3.5). &#13;
&#13;
Die zellbasierten Analysen (siehe 2.9 bis 2.11) sowie der CAM-Assay (siehe 2.12) sind für alle Stoffe durchführbar. Auch wenn die untersuchten Organismen (Zellen und Embryonen) nicht immer auf die gleiche Weise reagieren, kommen auch hierbei verlässliche Resultate zu Stande. Da die Zahl der durchführbaren Tests durch Kosten und Verfügbarkeit der Untersuchungsobjekte limitiert ist, wurde hinsichtlich der Testsubstanzen immer eine Vorauswahl getroffen. Beim TUNEL-Test zeigten die meisten Verbindungen ein proapoptotisches Verhalten, besonders gut wirkten die Illudinderivate 27 (siehe 3.6). Der Annexin-Test ist nur bedingt aussagekräftig. Er ließ sich zum einen nur mit Suspensionszellen durchführen, zum anderen war es manchmal kaum möglich, spätapoptotische von nekrotischen Zellen zu unterscheiden (siehe 3.7). Mit Hilfe von Immunoblots wollte man Rückschlüsse hinsichtlich des Mechanismus der Apoptoseinitiierung ziehen. Die schnelle Prozessierung der Caspase 9 legt den Schluß nahe, dass die Platinkomplexkonjugate 13 (HL 60), die Oxazole 26 (Kb-V1), die Illudinderivate 27 (HL 60 und 518 A2) und die Chalkone 20, 21a und 21c (HL 60) zu einer Aktivierung über den mitochondrialen Weg führen. Die anderen Testverbindungen bedürfen weiterer Untersuchungen in Bezug auf den Signalweg der Apoptoseinitiierung (siehe 3.8). Einige Derivate der antivaskulären Verbindung Combretastatin A-4 7a wurden mit Hilfe des CAM-Assays untersucht. Die meisten zeigten hierbei erwartungsgemäß ein vergleichbares Verhalten. Besonders interessant ist der Aktivitätsunterschied der Combretastatin-Analoga 26h und 26i. Dieser wurde sowohl beim TUNEL-Test als auch beim CAM-Assay beobachtet, obwohl sich beide Verbindungen strukturell kaum unterscheiden.</description>
      <author>Sebastian Knauer</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/842</guid>
      <pubDate>Tue, 17 Jul 2012 10:47:56 +0200</pubDate>
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    <item>
      <title>Impact of Oxygen and Pesticides on Microbial Cellulose Degradation in Aerated Agricultural Soils: A Microscaled Analysis of Processes and Prokaryotic Populations</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/782</link>
      <description>The polysaccharide cellulose is a major component of organic matter in terrestrial ecosystems and its mineralization drives carbon fluxes in soil. The degradation of plant-derived saccharides (e.g., cellulose, cellobiose, and glucose) is catalysed by a huge diversity of aerobic and anaerobic microorganisms (including Bacteria, fungi, and protists), but there is limited information about their phylogenetic identities and their in situ relevance in soil. Soil is a heterogeneous habitat in which oxic and anoxic microzones co-occur, and in which the distribution of O2 can change rapidly. Hence, the availability of O2 is an important factor that determines the activity of the saccharide-degrading community in microzones of aerated soil. Likewise, the accumulation of potential toxic pesticides in agricultural ecosystems might influence microbial activity. It is not resolved how active cellulolytic and saccharolytic taxa respond to rapid changes in the availabilities of O2. Furthermore, it is unclear if pesticides impact on the degradation of cellulose and cellulose-linked processes, and influence the activity of active saccharide-utilizing microorganisms. Hence, this study first identified cellulolytic and saccharolytic aerobic and anaerobic Prokaryotes that catalyzed the degradation of supplemented [13C]-labeled saccharides by 16S rRNA stable isotope probing. The metabolic response of major bacterial taxa to pesticides and fluctuating availabilities of O2 was further analyzed with taxon-specific qPCR assays. Eukaryotes that contributed to soil carbon flux were identified by targeting 18S rRNA genes by the collaborative group of Dr. A. Chatzinotas at the Helmholtz Centre (UFZ) in Leipzig. Cellulose, cellobiose, and glucose were mineralized to carbon dioxide under oxic conditions, whereas different fermentation products accumulated under anoxic conditions. Fermentations occurred concomitant with the apparent reduction of nitrate and ferric iron. The degradation of supplemented saccharides was stable under oxic and anoxic conditions. Archaea were no active constituents of the cellulose-degrading community in the investigated soil. [13C]-cellulose was mainly degraded by Kineosporiaceae (Actinobacteria), the cellulolytic taxon Cluster III Clostridiaceae (Firmicutes), and the new family-level taxon 'Cellu1-3' (Bacteroidetes) under anoxic conditions. Under oxic conditions, the new family-level taxa 'Sphingo1-4' (Bacteroidetes) and 'Deha1' (Chloroflexi), and Planctomycetaceae (Planctomycetes) were involved. Active community members in [13C]-cellobiose and [13C]-glucose treatments differed from those in [13C]-cellulose treatments, and were selectively activated by O2. Twenty-eight of the 48 labeled bacterial family-level taxa did not closely affiliate with cultured species. Labeled Eukaryotes belonged to the families Bodonidae, Eustigmataceae, Mallomonadaceae, Opistonectidae, unclassified Chrysophyceae, and unclassified Stramenopiles. These families inhabit autotrophic algae and bacteriovorus flagellates. It is likely that these active Eukaryotes were labeled by incorporation of [13C]-carbon derived from grazing on active cellulolytic and saccharolytic soil bacteria. Fungi were not labeled in stable isotope probing experiments. The pesticides Bentazon, MCPA and Nonylphenol impaired cellulose-linked microbial processes only at pesticide concentrations far above the recommended rate. The impairment was most pronounced under anoxic conditions. Planctomycetaceae and the new family-level taxon 'Sphingo1-4' were sensitive to pesticide addition under oxic conditions, whereas Cluster I Clostridiaceae and the new family-level taxon 'Cellu1-3' were reduced under anoxic conditions. Nevertheless, the impact of pesticides on the degradation of saccharides at in situ-relevant concentrations seems to be minimal. These collective findings suggest that (i) a large uncultured diversity of Bacteria was involved in the degradation of cellulose, (ii) O2 selectively activates different cellulolytic and saccharolytic taxa, (iii) Cluster III Clostridiaceae, and the new family-level taxa 'Sphingo1-4' and 'Cellu1-3' represent the major cellulolytic constituents of the microbial community in the investigated agricultural soil, whereas Cluster I Clostridiaceae, Intrasporangiaceae and Micrococcaceae are saccharolytic satellite organisms that utilize cellulose-derived carbon, and (iv) the degradation of plant-derived saccharides is a community function that is stabilized by the rapid response of active bacterial taxa and independent of fluctuating availabilities of O2 and of pesticide application.</description>
      <author>Stefanie Schellenberger</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/782</guid>
      <pubDate>Thu, 28 Jun 2012 08:39:35 +0200</pubDate>
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    <item>
      <title>Regulation der Aktivität des Anti-Sigmafaktors RsiX aus Bacillus subtilis</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/795</link>
      <description>Der Gram-positive Modellorganismus Bacillus subtilis besitzt 17 alternative Sigmafaktoren, von denen 7 zur Gruppe der ECF (extra-cytoplasmic function) -Sigmafaktoren gehören. Einer dieser ECF-Sigmafaktoren, SigX, und sein entsprechender Anti-Sigmafaktor, RsiX, sind Gegenstand dieser Arbeit. Dabei handelt es sich bei RsiX um ein Transmembranprotein, während SigX im Cytoplasma lokalisiert ist und von der N-terminalen RsiX-Domäne von einer Interaktion mit der RNA-Polymerase abgehalten wird. SigW, ein weiterer ECF-Sigmafaktor, und RsiW, der dazugehörende Anti-Sigmafaktor, sind bereits sehr gut untersucht. Aufgrund struktureller Ähnlichkeiten zwischen SigX/RsiX und SigW/RsiW wurde angenommen, dass die Aktivierung des SigX-Regulons in vergleichbarer Weise erfolgt, wie es für das SigW-Regulon aufgrund intensiver Analysen sehr gut untersucht ist. Die in dieser Arbeit verwendete Methode der Transposonmutagenese lieferte entscheidende Hinweise über die Regulation des sigX-rsiX-Operons. Es konnte gezeigt werden, dass das sigX-rsiX-Operon einer Regulation durch den Transkriptionsterminator Rho unterliegt. Damit wurde das erst dritte Beispiel für eine Termination der Transkription durch den Faktor Rho in B. subtilis bekannt. Als wichtiges Element für die faktorabhängige Termination der Transkription gilt das Vorhandensein einer rut-site, der Bindestelle des Faktors Rho in der naszierenden mRNA. In dieser Arbeit wurden verschiedene Analysetechniken angewandt, um mit Hilfe eines GFP-RsiX-Reporters erstmals eine rut-site in B. subtilis zu kartieren. Die hier identifizierte rut-site von rsiX ist am 5´-Ende dieses Gens lokalisiert. Bei diesen Analysen wurde außerdem deutlich, dass es im sigX-rsiX-Operon zu einer faktorabhängigen intragenischen Termination der Transkription kommt, bei welcher nicht nur die Transkription von rsiX, sondern auch die Expression des stromaufwärts liegenden sigX beeinflusst wird. Punktmutationen in der Sequenz für die rut-site von rsiX zerstörten den Einfluss des Faktors Rho auf das sigX-rsiX-Operon, so dass keine Termination der Transkription mehr stattfand und die detektierbare Menge an sigX-rsiX-Transkript deutlich anstieg. Nur so war es möglich, einen rsiX-Knockout zu komplementieren. Messungen der beta-Galaktosidase-Aktivität eines lacZ-Reporters belegten zudem die Funktion von RsiX als Anti-Sigmafaktor von SigX. Der Verlust des Einflusses von Rho auf das sigX-rsiX-Operon aufgrund einer mutierten rut site machte auch immunologische Nachweise des Anti-Sigmafaktors möglich. Infolgedessen konnte der Frage einer möglichen RsiX-Proteolyse nach dem Vorbild der RsiW-Proteolyse nachgegangen werden. Für RsiW wurde bereits gezeigt, dass ein bestimmtes Stress-Signal den Abbau des Anti-Sigmafaktors einleitet. Die Proteolyse von RsiW erfolgt dann nach dem Mechanismus der regulierten intramembranen Proteolyse (RIP) unter der Beteiligung mehrerer Proteasen. Neben der Beteiligung der Protease RasP an der RsiW-Proteolyse konnte hier auch die Beteiligung von RasP an der RsiX-Proteolyse nachgewiesen werden. Gleichzeitig wurde aber ausgeschlossen, dass die Protease PrsW, welche auch an der RsiW-Proteolyse beteiligt ist, in die RsiX-Proteolyse involviert ist. Demnach können die einzelnen Schritte der RsiW-Proteolyse nicht einfach auf die RsiX-Proteolyse übertragen werden, obwohl es sich bei beiden Transmembranproteinen um Anti-Sigmafaktoren ihrer jeweiligen ECF-Sigmafaktoren handelt.</description>
      <author>Katharina Schäfer</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/795</guid>
      <pubDate>Mon, 11 Jun 2012 22:01:43 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>The BabelNEG System - A Protocol-generic Infrastructure for Electronic SLA Negotiations in the Internet of Services</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/770</link>
      <description>Visions of the next-generation Internet of Services are driven by digital resources traded on a global scope. For the resulting economic setting, automated on-line techniques for handling services and resources themselves, for advertising and discovering as well as for the on-the-fly negotiation of proper terms for their use are needed. Hence, a flexible infrastructure for the respective management of services and associated service level agreements is mandatory. This thesis presents the results of my dissertation project. They comprise a service infrastructure, able to support the structured discovery and protocol-generic negotiation of electronic service level agreements (SLAs) and thus services themselves.</description>
      <author>Sebastian Hudert</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/770</guid>
      <pubDate>Thu, 24 May 2012 12:38:38 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Von partikulären Bausteinen zu suprakolloidalen Strukturen finiter Größe</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/768</link>
      <description>Im Rahmen dieser Arbeit wurden unter Zuhilfenahme von Templaten komplexe kolloidale Strukturen aufgebaut. Die Herstellung von kolloidalen Clustern, Hybridclustern und nanoporösen Kapseln wurde in Verknüpfung mit theoretischer Modellierung erforscht, um komplexe Bausteine für die Mesotechnologie zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck wurden gezielt größere Mengen kolloidaler Cluster hergestellt, wobei erstmals eine Gesamtgröße der Aggregate unter 300 nm erzielt werden konnte. Cluster dieser Größe sind auf Grund der Brownschen Teilchenbewegung stabilisiert, welche der Sedimentation der Cluster entgegenwirkt. Die Clusterherstellung erfolgte durch eine kontrollierte Aggregation kolloidaler Polymer-Bausteine. Dabei wurden Emulsionströpfchen von Öl-in-Wasser-Emulsionen als Template verwendet. Die in derartigen Emulsionen dispergierten Partikel adsorbierten auf Grund des Pickering-Effekts an der Tröpfchenoberfläche. Die Reduktion der Clustergröße wurde durch eine Beschränkung der Primärbausteine auf Polystyrol-Partikel auf Durchmesser kleiner 200 nm und eng verteilte Öltröpfchen im Mikrometerbereich erreicht. Die Tröpfchengrößenverteilung konnte gezielt durch den Einsatz von Ultraschall gesteuert werden. Durch kontrolliertes Verdampfen der Öltröpfchen wurde die Clusterbildung induziert und es kam zu einer Anordnung der Partikel zu Clustern mit definierten Konfigurationen. Durch Zentrifugation in einem Dichtegradienten ließ sich die Suspension in Fraktionen einheitlicher Cluster auftrennen und schließlich mittels rasterelektronischer Aufnahmen definierten Konfigurationen zuordnen. Um in der vorliegenden Dissertation das nächsthöhere Level an Komplexität zu erreichen, wurde das neue Verfahren der Clusterherstellung zur Synthese definierter kolloidaler Hybridcluster eingesetzt, das heißt zum Aufbau von Clustern bestehend aus unterschiedlichen Bausteinen. Zunächst wurden Polystyrol-Cluster nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Diese dienten als Template für eine Adsorption entgegengesetzt geladener anorganischer Nanopartikel auf ihren Oberflächen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass ein hoher Bedeckungsgrad der Clusteroberfläche mit Nanopartikeln mit einer Ladungsumkehr verbunden ist und dies die Herstellung stabiler Suspensionen von Hybridclustern ermöglicht, obwohl sich die Polystyrol-Cluster und die Nanopartikel in ihrer Nettoladung unterschieden. Die Charakterisierung der Hybridcluster durch Rasterelektronenmikroskopie ergab, dass das Abscheiden der Nanopartikel zu einer gleichmäßigen, räumlich separierten Verteilung der Nanopartikel auf der Clusteroberfläche führte. Somit eröffnen sich Perspektiven für Hybride mit einer Kontrolle über Form, Zusammensetzung und Oberflächenrauigkeit. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit einer Strategie zur Herstellung anisometrischer, nanoporöser Kapseln, sogenannten Nanosomen, bestehend aus einer geschlossenen Monolage von Nanopartikeln. Zur Synthese der Nanosome wurden die Erkenntnisse aus den vorangegangenen Arbeiten genutzt: zum einen können geladene Partikel kontrolliert über die Öl- und die Wasserphase in den Emulsionsschritt eingebracht werden und zum anderen können kolloidale Cluster als Template zur Herstellung von Hybriden dienen. Zuerst wurden negativ geladene anorganische Nanopartikel und positiv geladene Polymerpartikel an der Oberfläche von Emulsionströpfchen vereint. Die Emulgierung erfolgte in Anlehnung an das Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Clustern. Die entstandenen Heteroaggregate wurden anschließend mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Dabei zeigte sich, dass diese eine Kern-Schale-Architektur besaßen, wobei definierte Polymercluster als Kern fungierten und die Nanopartikel die Schale bildeten. Eine anschließende Entfernung der inneren Template durch Pyrolyse zeigte nanoporöse Kapseln mit komplexer Gestalt, welche durch die Anzahl der Polymerpartikel pro Tröpfchen bestimmt war. Trotz der Monolage der erhaltenen Nanosome waren alle untersuchten Konfigurationen intakt. Zusätzliche theoretische Modellierung erlaubte ein vertieftes Verständnis der Anordnung der Nanopartikel auf den Clustern und eine Aussage zur Stabilität der Nanosome. Durch deren Komplexität und einer bemerkenswert hohen Dichte an Nanoporen könnten die Nanosome somit Anwendung im Bereich der Biomedizin finden. Zusammenfassend dargestellt präsentiert diese Dissertation die Kombination elementarer Bausteine zu mesoskopischen Designer-Aggregaten höherer Komplexität, gepaart mit einzigartigen optischen und magnetischen Eigenschaften.</description>
      <author>Claudia Simone Wagner</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/768</guid>
      <pubDate>Mon, 21 May 2012 09:40:36 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>The Effects of Project Management Mechanisms on Innovation Performance in Hi-Tech Firms: Mediation of Teamwork Processes and Moderating Effects of Different Team Members’ Cultural Values</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/767</link>
      <description>High tech firms increasingly form innovation projects composed of team members with different cultural backgrounds to respond to their customers’ needs. Prior studies have regarded these cross cultural innovation projects as an important instrument for developing innovative products, yet little effort has been investigated on the issue of the effect of project management mechanisms (autonomy and control) on these projects and the impacts of team members’ cultural backgrounds on different project management mechanisms. Moreover, prior studies have neglected to bridge the gap between the effect of these project management mechanisms on communication and coordination of teamwork processes. Therefore, this study aims to fulfill the gaps in project management and cross cultural study by exploring the effects of different project management mechanisms on several types of innovation performance. In particular, it examines the relationships of these project management mechanisms on innovation performance mediated by the teamwork processes and moderated by the different backgrounds of team members represented by their cultural values. Structural equation modelling was used to test all hypotheses from 434 new product development project team members. The results indicated that control mechanisms had stronger effects on innovation performance than providing autonomy. Additionally, the study showed that all project management mechanisms (autonomy and control mechanisms) had indirect effects on radical innovation and project efficiency through communication and coordination. However, these control mechanisms had indirect impacts on incremental innovation only through coordination but not communication. Importantly, this study revealed that control mechanisms could apply to the team members with different cultural backgrounds in encouraging higher innovation performance. In order to enhance higher innovation performance, the suggestions to apply the appropriate project management mechanisms to their team members with different cultural backgrounds are provided.</description>
      <author>Aim-Orn Imcharoen</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/767</guid>
      <pubDate>Wed, 09 May 2012 08:35:51 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Dynamik und Energetik von Triplettexzitonen in konjugierten Polymeren und Molekülen</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/766</link>
      <description>Der Markt für elektronische Bauteile wie zum Beispiel organische Leuchtdioden (OLEDs) auf Basis von organischen Halbleitern wächst stetig, daher ist es von immer größerer Bedeutung, die in diesen Materialien ablaufenden Prozesse zu verstehen. Besonders Triplettzustände spielen für OLEDs eine wichtige Rolle. Diese Arbeit beschäftigt sich zum einen mit den Eigenschaften des Transfers von Triplett-Exzitonen und zum anderen mit energetischen Prozessen von Triplettanregungen in organischen Halbleitern. Es wurde die aus der Relaxation des Triplettzustandes resultierende Phosphoreszenz untersucht, insbesondere die zeit- und temperaturabhängige Veränderung ihrer Intensität, sowie die temperaturabhängige Verschiebung der Spektren. Mittels temperaturabhängig gemessener Diffusionsraten konnte gezeigt werden, dass es einen Temperaturbereich der Diffusion gibt, der stark und einen, der kaum temperaturaktiviert ist. Die Gesamtaktivierungsenergie setzt sich dabei aus einem Beitrag der energetischen Unordnung auf Grund der zufälligen Verteilung der Energieniveaus eines Ensembles von Chromophoren und einem proportional zur Reorganisationsenergie zusammen. Letzterer dominiert beim Marcus-Modell oberhalb einer Übergangstemperatur und beschreibt die Energie, die auf Grund von Änderungen in der Elektronendichte aufgebracht werden muss, um die darauf folgende Änderung der Kernabstände zu ermöglichen. Bei tiefen Temperaturen steht nur wenig thermische Aktivierungsenergie zur Verfügung und es dominieren Tunnelprozesse. Hier spielt besonders der Beitrag der energetischen Unordnung eine Rolle. Dieser zweite Mechanismus kann durch die sogenannten Miller-Abrahams Raten beschrieben werden. Um den Einfluss von energetischer Unordnung und Reorganisationsenergie auf den Transfer von Triplettexzitonen besser untersuchen zu können wurde ein Materialsystem auf Grundlage von Poly(p-Phenylen) untersucht, in welchem beide Parameter systematisch variiert sind. Im Vergleich mit einem von Theoretikern erarbeiteten Modell ergab sich eine Abweichung der experimentell ermittelten Parameter bei tiefen Temperaturen. Durch Messungen der spektralen Diffusion der Triplettexzitonen konnte gezeigt werden, dass das im Modell vorausgesetzte Erreichen des thermischen Gleichgewichts in Abhängigkeit der energetischen Unordnung teilweise nicht mehr erfüllt ist und zu einer Frustration der spektralen Relaxation führen kann. Um die experimentellen Ergebnisse zu überprüfen wurden zusätzlich Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Dabei hat sich zum einen gezeigt, dass sich die Frustration reproduzieren lässt. Zum anderen lassen sich die experimentell bestimmten Triplettdiffusionsraten mit den Miller-Abrahams-Raten im Tieftemperaturbereich und die Marcus-Raten im Hochtemperaturbereich beschreiben und damit auf den Triplett-Transfer anwenden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Bedeutung von Triplettzuständen in Materialien für elektronische Bauteile untersucht. Triplettzustände spielen zum Beispiel für die in OLEDs verwendeten Wirts- und Gast-Materialien eine wichtige Rolle. Als Wirtsmaterialien wurden CBP-Derivate (4,4‘-bis(N-carbazolyl)-2,2‘-biphenyl) untersucht. Alle nichtstrahlenden Zerfälle im Wirtsmaterial führen zu einer Effizienzminderung der OLED, deshalb müssen die in den Materialien stattfindenden Prozesse besser verstanden werden. Die Triplettniveaus in den CBP-Derivaten sind normalerweise hoch genug, damit kein Energietransfer auf den Wirt stattfinden kann. Hier zeigte sich jedoch im Film eine Besonderheit. In Abhängigkeit der Substituenten konnte die Stärke der Ausbildung eines Triplett-Sandwich-Excimers variiert werden, bei dem die Carbazoleinheiten zweier Moleküle überlappen. Wegen des guten Wellenfunktionsüberlapps der Carbazoleinheiten ist bei diesem Excimer die Stabilisierungsenergie sehr hoch und kann daher durch ungewollten Energietransfer vom Gast- auf das Wirtsmaterial die Effizienz mindern. Als Beispiel für Gast-Materialien wurden zusätzlich blau emittierende Ir-Komplexe untersucht. Wegen der benötigten hohen Triplettenergien ist es eine Herausforderung, effiziente blaue Triplettemitter herzustellen. In einer Serie dieser Komplexe konnte an einem blau emittierenden aber ineffizienten Komplex durch Spektroskopie und quantenchemische Rechnungen ein intramolekularer Energietransfer auf den Hilfsliganden identifiziert und Lösungsansätze aufzeigt werden, diesen effizienzmindernden Prozess zu beheben. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass in dieser Arbeit wesentliche und fundamentale Aspekte herausgefunden wurden, die das Verständnis des Transfers von Triplettexzitonen erweitern und als Modell für Ladungstransfer allgemein dienen können. Außerdem wurde gezeigt, wie wichtig es ist, effizienzmindernde Prozesse und Zustände, sowohl in Wirts- als auch Gast-Systemen zu verstehen, um damit Strategien zu ihrer Vermeidung entwickeln zu können.</description>
      <author>Sebastian Tim Hoffmann</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/766</guid>
      <pubDate>Wed, 02 May 2012 13:06:41 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Major element diffusion in garnet and the exsolution of majoritic garnet from aluminous enstatite in Earth's Upper Mantle</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/763</link>
      <description>Majorite is a high pressure polymorph of enstatite with the garnet structure. The amount of enstatite that can be dissolved in garnet as a majorite component increases significantly with pressure, and therefore, majoritic garnet is thought to be a major constituent of the Earth's transition zone. The transport properties of majoritic garnet are, however, not well constrained at the moment. The magnitude of the diffusivity of the majorite component in garnet influences our understanding of the homogenization time scale of Earth's mantle. This is important in subduction zone settings, where the subducting oceanic crust will form a majorite inhomogeneity in the transition zone because of its higher aluminium content. Reaction kinetics in the dry transition zone are diffusion controlled and therefore an improved dataset on the diffusivity of the majorite component in garnet will enable us to better understand the of role of disequilibrium in subduction zones. This dissertation therefore reports the results of diffusion experiments on garnet. Diffusion experiments have been conducted with diffusion couples of majoritic garnet – Dora Maira pyrope, Dora Maira pyrope and Ötztal almandine and Ötztal almandine and majoritic garnet in a multi-anvil press between 1400 – 1900 °C and 12 – 20 GPa. The diffusion experiments with the majoritic garnet – Dora Maira pyrope garnet couples show that the diffusion of the majorite component in garnet is very slow, comparable to the diffusivity of silicon in wadsleyite and ringwoodite. The activation energy, activation volume and the pre-exponential for diffusion of the majorite component in garnet were determined to be 241 ± 54 kJ mol-1, 3.3 ± 0.1 cm3 mol-1 and 2.3 x 10-7 cm2 s-1, respectively. The diffusivity of the majorite component in garnet was determined to be 2-3 orders of magnitude slower than the self-diffusivity of Mg, Fe and Ca in garnet at the same conditions. Also Fe – Mg interdiffusion appeared to be significantly faster in majoritic garnet than in almandine garnet. Comparison with diffusion data on wadsleyite and ringwoodite shows that the diffusivity of the majorite component in garnet is very similar to that of the silicon self-diffusivity in the high-pressure polymorphs of olivine. The diffusion data obtained in this PhD has been used to determine whether solid state diffusion can homogenize the mantle after subduction. The diffusion distance of majoritic garnet has been calculated assuming grain boundary diffusion is the main mechanism, and it can be concluded that solid state diffusion is not able to homogenize the mantle. Next to this, a numerical model has been developed that determines whether diffusion of the majorite component is fast enough such that enstatite can dissolve into garnet during subduction. The results show that there will be a significant delay in case of the lower lithospheric mantle of the subducted slab. Due to its lower tempeture, the oceanic crust can, however, only dissolve a fraction of its pyroxene content and metastable pyroxene is thus expected to be present during subduction into the transition zone. The metastable presence of pyroxene leads to the question to what will happen to its aluminium contents as it is expected to get exsolved as garnet. Experiments were performed on aluminous enstatite at 1700 °C and 15 GPa. It is shown that majoritic garnet exsolves with the dominant topotactic relation being [001]clinoenstatite parallel to &lt;111&gt;garnet. Also a high density of stacking faults were observed with a displacement vector of R = ½[1 1 1] which can be explained by the transformation of HP high-clinoenstaite to low-clinoenstatite. Using the aluminium concentration profiles in clinoenstatite directly adjacent to the garnet precipitates the aluminium diffusivity in HP high-clinoenstatite was determined to be at least 6 x 10-11 cm2 s-1 at 1700 °C and 15 GPa. Comparison with data in diopside shows there is a discrepancy between diffusion data at high pressure and at low pressure, which might indicate a strong dependence of Al diffusivity in clinopyroxene on Ca contents or a change in diffusion mechanism. The results of the experiments conducted in this PhD study show that the low diffusivity of components in the Earth may severely hamper reaction kinetics in the Earth in the case where mass transport is required.</description>
      <author>Willem L. van Mierlo</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/763</guid>
      <pubDate>Thu, 26 Apr 2012 09:22:29 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Biphasic, Homogeneous, and Heterogeneous Hydrocarbon Conversion Reactions with Novel Aluminum Chloride Based Catalyst Systems</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/759</link>
      <description>The aim of this thesis was the development of novel cocatalysts for nickel catalyzed olefin dimerization and oligomerization reactions. For this purpose, cheap and air stable Lewis acidic chloroaluminate ionic liquids were the starting point for our investigations. Chloroaluminate melts are immiscible with hydrocarbon phases, and thus, biphasic oligomerization reactions allow a simple product separation by decantation. Unmodified chloroaluminate melts containing excess aluminum chloride predominantly catalyze non selective, cationic olefin oligomerization reactions. We found that the addition of triphenylamine, triphenylphosphine, or triphenylbismuth donors efficiently suppressed these side reactions to yield an ideal cheap and air stable ionic liquid cocatalyst for common nickel complexes used for olefin dimerization reactions. Especially triphenylbismuth was able to buffer slightly acidic chloroaluminate melts as well as highly acidic compositions. For nickel catalyzed dimerization reactions, we found that high buffering levels led to very high selectivities to give dimers, while systems with lower buffer contents were less selective but extremely active. Further, the melting points of acidic chloroaluminate melts were reduced upon addition of BiPh3. Thus, room temperature ionic liquid compositions derived from 100 different organic halide salts were screened towards their performances in nickel catalyzed selective propene dimerization reactions. Amines and BiPh3 used for such systems can be easily recovered by acid base extraction. Subsequently, an optimized composition was successfully employed to dimerize ethene, propene, 1-butene, and 1-hexene with high activities and selectivities. In order to minimize leaching effects and to investigate the interactions of a donor additive with the ionic liquid, a cationic para-trimethylammonium substituted triphenylphosphine derivative was synthesized and its interaction with the ionic liquid was monitored by means of 31P NMR spectroscopy. The concept of buffering highly Lewis acidic aluminum chloride centers was also transferred to binary homogeneous systems. In combination with stoichiometric amounts of BiPh3 or N-methylpyrrole buffer, aluminum chloride readily dissolved in toluene and methylene chloride to form a highly efficient, cheap and air stable cocatalyst for nickel catalyst precursors. Furthermore, the Lewis acidities of these binary homogeneous cocatalyst solutions could be tuned precisely by the choice of the solvent and the type and amount of buffer. Also, buffer addition efficiently suppressed isomerization reactions of the 1-olefinic products. The interaction of BiPh3 and N-methylpyrrole with AlCl3 was monitored by 27Al NMR spectroscopy. Further, the concept of buffering highly Lewis acidic aluminum species was extended to heterogeneous systems. The Lewis acidities of EtAlCl2 or Et2AlCl modified silicas were reduced by the addition of BiPh3 or N-methylpyrrole buffers. Buffered surface modified silica cocatalysts were successfully employed to activate nickel complexes for highly selective olefin dimerization reactions. Also, surface modified silica proved to be an ideal substrate for the formation of supported ionic liquid phase (SILP) cocatalyst systems used in nickel catalyzed olefin dimerization reactions. Buffered aluminum based cocatalysts were also able to activate a nickel diimine complex for biphasic, homogeneous, and heterogeneous ethene polymerization reactions. The polymer yields, molecular weights and polydispersities of the polyethylenes could be influenced by varying the solvent or the type and amount of buffer. We developed the first air stable cocatalyst systems solely based on aluminum chloride. With the right combination of solvent, type and amount of buffer, and process parameters, tailor-made homogeneous, heterogeneous and biphasic cocatalysts for numerous catalyst precursors can be designed. The systems proved to be highly active, long term stable and very selective for olefin dimerization or polymerization reactions. Due to the cheap components and the possibility to recycle buffers or halide salts, these new systems provide promising alternatives to established alkylaluminum based cocatalyst systems.</description>
      <author>Matthias Dötterl</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/759</guid>
      <pubDate>Tue, 10 Apr 2012 11:25:57 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>The role of life history traits for coexistence and forest recovery after disturbance – a modelling perspective. Towards a better understanding of species-rich forests</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/758</link>
      <description>Tropical forests are well known for their exceptional species richness – high diversity of plant species constitutes the basis for an equivalently rich fauna. An astonishing variety of plant life strategies has evolved, manifesting itself also in different compositions of life history traits in trees. This thesis investigates the role of tree life history traits (growth, mortality and recruitment) on different processes structuring species-rich forests. Our study system is a montane rainforest located in the Tropical Andes hotspot of biodiversity in southern Ecuador. Here, we find a mosaic of steep ridges and deeply incised valleys, covered with predominantly broadleaf forest. Forest structure and species composition differ considerably depending on altitude and topographic position. The forest cover is frequently interrupted by scars of landslides, which constitute an important type of natural disturbance in this ecosystem. We utilize ecological models as tools to gain deeper insights into key processes driving the maintenance of tree species richness and affecting forest recovery after landslides. The first part of this thesis concerns the question of species coexistence. We develop a theoretical model to analyze how different trade-offs between life history traits (tree growth, seed dispersal, tree mortality) affect tree species coexistence. We find that the considered trade-offs alone are not sufficient to explain long-term species coexistence. Additional 'stabilizing' mechanisms seem to be indispensable to facilitate coexistence in species-rich forests. Such mechanisms could result from biotic interactions that alter the relation between inter- and intra-specific competition depending on (local) species abundances (e.g. density-dependent mortality). Other possible coexistence mechanisms likely to be relevant to our particular study system are driven by external, abiotic factors like a complex topography resulting in locally differing habitat types (each supporting a different set of species), or the character of a prevailing disturbance regime (e.g. shallow landslides). In the second part of the thesis, we investigate the growth dynamics of the ridge forest in our study system. To this end, we utilize the process-based forest growth model FORMIND. We show that after calibration, the model successfully reproduces forest dynamics on different levels of complexity (e.g. basal area and stem size distribution). We then use this forest model to investigate the influence of landslide disturbances on forest dynamics both on the local scale of a single landslide and on the landscape scale. On landslide sites, changes in environmental conditions might lead to changes in different tree life history traits. We analyze scenarios with changes in different traits (tree recruitment, tree growth, tree mortality) and find that while tree biomass can recover within the first hundred years after a landslide, the time until forest structure and species composition is restored is considerably longer (approximately 200 years). Changes in different traits result in differing spatial distributions of tree biomass: reduced tree growth leads to a more homogeneous distribution of biomass, whereas reduced recruitment and increased mortality yield a more heterogeneous biomass distribution ('patchy' vegetation). On the landscape level, overall forest biomass is substantially reduced by landslides (8-14%), compared to only 2-3% of the area marked by visible traces of landslides. Thus this particular type of disturbance considerably influences the total forest carbon balance. In a complementary investigation we study abiotic and biotic factors that potentially trigger landslide occurrence in our study system. For this, we develop an extension of a standard physically-based model of slope stability. We find that due to the predominantly shallow tree roots, some of the observed landslides might be triggered by the vegetation itself. This thesis demonstrates that ecological models are useful tools to gain deeper insights into important processes shaping forest communities. They can be applied for theoretical questions such as the question of species coexistence, as well as for more applied, management related questions like predicting forest recovery after disturbances.</description>
      <author>Claudia Dislich</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/758</guid>
      <pubDate>Tue, 10 Apr 2012 11:13:01 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Analysis of the "nurse-tree effect" of exotic shelter trees on the growth of the indigenous Podocarpus falcatus in an Ethiopian montane forest</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/757</link>
      <description>Ethiopian forests disappear with a rate of 1.1% per year due to the high demand of firewood and timber. To protect the remaining parts of the forests, exotic tree plantations were established 60 years ago. But there are considerable concerns regarding exotic plantations: they have the reputation to cause damage to the ecosystems due to high demand of water and nutrients. Considering the environmental deterioration caused by monotonous plantations of exotic tree species, the chance for indigenous woody plants to rejuvenate naturally in those plantations appears to be very small. But there are observations of indigenous tree species regenerating under the shelter of exotic tree plantations. This enhanced growth of indigenous saplings under the canopy of exotics has been termed “nurse-tree effect”. In the Munessa-Shashamene Forest, a tropical montane forest in Ethiopia consisting of plantations of exotic tree species and remnants of natural forest, regeneration and an enhanced growth of native Podocarpus falcatus saplings under the shelter of exotic tree plantations (Pinus and Eucalyptus) was observed. The focus of this work was to examine the different growth patterns of the saplings in the sites, the effects of the on the photosynthetic performance, and to compare the water relations of the Podocarpus saplings and those of the shelter-trees. The results of the study are summarized as follows: 1. Observations over two years showed that the relative growth rates of the saplings were more than three times higher in the Pinus plantation compared to the natural forest and the Eucalyptus plantation. Relative growth rates during the dry and the rainy season were more or less identical. 2. Investigation of the sub-canopy microclimate proved PAR and VPD as major components with impact on the photosynthetic performance of the saplings. 71% of the variations in photosynthetic carbon uptake could be explained by PAR and 4% by VPD. The Pinus plantation was slightly warmer and drier compared to the other two sites. Also highest PAR values of all sites were recorded in the Pinus plantation. In the Eucalyptus plantation, PAR values were the lowest of the three sites, caused by the two-tired canopy of coppiced and uncoppiced Eucalyptus trees. 3. For an assessment of the photosynthetic efficiency of the light climate, the efficacy of the shares of the irradiation from diffuse light and light flecks were determined from light curves. The time spans and distribution of these shares of the daily accumulated radiation were recorded from the daily courses. In the Pinus plantation, the efficiency of the radiation was relatively low (70%), because of the high intensity of the sunflecks, especially during the dry season. On cloudy days the efficiency was nearly 100% and resulted in an optimum photosynthetic performance of the saplings in the Pinus plantation. In the Eucalyptus plantation, the two-tired canopy resulted in a higher proportion of diffuse radiation and less daily accumulated PAR from sunflecks (46%). Also the efficiency of the actual radiation was the lowest of all sites on cloudy (72%) and sunny (53%) days. Daily accumulated PAR under the canopy of the natural forest was in between the other forest types. Such mid-position was also true for the share of the sunflecks and the CO2 uptake. Efficacy of the radiation was 80% on sunny and 86% on cloudy days. 4. Water relations can substantially affect the photosynthetic performance of plants. Especially in the afternoons of the dry season a decrease of photosynthetic CO2 uptake by the Podocarpus saplings became apparent. Whole-tree water consumption was determined by measuring sap flow with the Granier system. In principle sap flow (and transpiration) followed VPD. Comparison of the daily courses of transpiration and stomatal conductance and sap flow showed an earlier decrease of transpiration by the leaves of the saplings than by the shelter-trees, suggesting slight water shortage especially during the dry season. This interpretation is corroborated by the higher 13C values in the leaf tissue of the saplings from the Pinus plantation. Nevertheless severe drought stress did not occur during the two years of investigation. 5. The literature on the „nurse-tree effect“ mentions in particular Eucalyptus as shelter-tree, a finding which is not in agreement with the data of this study: Neither photosynthesis nor growth was enhanced compared with the control saplings in the natural forest. The discrepancy between this work and the literature can be solved when the management of the Eucalyptus plantation is considered. As long as the Podocarpus saplings grow under the two-tired canopy of the coppiced trees, growth is as slow as in the natural forest. However, after coppicing the light climate for the saplings ameliorates considerably and growth rates increase. Thus, a shelter-tree effect could also be observed under Eucalyptus, but its dynamics is stepwise rather than continuous.</description>
      <author>Simone Strobl</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/757</guid>
      <pubDate>Mon, 26 Mar 2012 09:42:26 +0200</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Composites of Spherical Polyelectrolyte Brushes and Nanoparticles – Synthesis, Characterization and Their Use in Catalysis</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/753</link>
      <description>The main objective of this thesis was the synthesis of colloidal stable managanese oxide nanoparticles (MnOxNP) for applications as a catalyst in aqueous solution. Spherical polyelectrolyte brushes (SPBs) with poly(2-trimethyl ammonium ethyl methacrylate chloride) (pTMAEMC) chains were used as support particles to stabilize the MnOxNP by immobilization. In a first step we established and investigated the method of the in situ generation of the MnOxNP within SPBs. It was found that no reducing agent is needed for the reduction of the permanganate precursors and that they do not react with the cationic polymer chains of the SPBs. By a combination of powder X-ray diffraction (PXRD), transmission electron microscopy (TEM) and cryogenic TEM (cryoTEM) it was found that the platelet-like MnOxNP are of layered topology built up from MnO6 octahedra denoted as birnessite. The PXRD patterns revealed a disorder along the stacking direction of the single layers of hexagonal sheets. Furthermore, the structure of the composite material observed by TEM strongly differs compared to that in cryoTEM micrographs. The composite material was furthermore analyzed by high resolution TEM (HRTEM) and X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis. The qualitative X-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis using reference compounds confirmed the crystallographic similarity of the MnOxNP to a c-disordered birnessite. The local structure of the MnOxNP was investigated by a quantitative extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis that revealed that no significant difference between the MnOxNP@SPB in aqueous solution and in the dried state. In general, the hexagonal sheets of edge-share MnO6 octahedra are compressed along the c-direction, that is, along the stacking direction. Additionally, a new kind of composite material composed of star-shaped pTMAEMC homopolymer and MnOxNP was synthesized and characterized To test the MnOxNP@SPB composite material for its catalytic activity, the oxidation of morin by hydrogen peroxide was established as a model reaction. It could be shown by UV/vis measurements that the rate of the decomposition is highly depending on the ratio between morin and the oxidant H2O2. This finding was modeled by a Langmuir-Hinshelwood reaction mechanism. The study proved the potential application of the composite material as a catalyst especially for water-based catalysis. Furthermore, a detailed kinetic analysis of the reduction of 4-nitrophenol by sodium borohydride using gold and platinum nanoparticles immobilized on SPBs has been conducted. In analogy to the work on the oxidative decomposition of morin, a Langmuir-Hinshelwood model was used for the description of the reaction mechanism. Using this model, the adsorption constants for both reactants as well as the rate constant of the surface reaction could be determined for both noble metal nanoparticles. This showed that the higher catalytic activity of Pt is mainly due to the higher rate constant of the surface reaction. Additionally, the induction period of the reduction of 4-nitrophenol could be assigned to a surface reconstructuring of the nanoparticles due to the adsorption of 4-nitrophenol. Finally, the synthesis of a novel zwitterionic SPB could be realized using aqueous atom transfer radical polymerization. These particles show a surprisingly high colloidal stability in aqueous medium though the poly(2-(methacryloyloxy)ethyl dimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide) (pMEDSAH) chains are not soluble in pure water. The solution behavior in water was furthermore studied by dynamic light scattering, TEM and cryoTEM proving the collapsed state of the brush layer. The zwitterionic shell undergoes an internal phase separation leading to a surface-near layer whereas only a minor part of the chains reaches further out into the solution. The collapse was explained by the formation of aggregates of monomer units by zwitterionic or hydrophobic interactions. It was shown that the zwitterionic shell swells upon the addition of high amounts of salts and/or upon increasing the temperature due to the presence of an upper critical solution temperature. In conclusion, this thesis presented a new method for the generation and stabilization of MnOxNP of layered topology using cationic SPBs. The mechanism of the in situ generation could be elucidated as well as the microscopic structure of the composite material in the aqueous dispersed state. Using state of the art characterization methods like XAFS, the local environment of the MnOxNP around the Mn absorber could be determined. The catalytic activity of the MnOxNP was studied in detail applying a Langmuir-Hinshelwood model to the catalytic degradation of morin. A similar study gave new insights into the reduction of 4-nitrophenol using noble metal nanoparticles applying a similar model. The synthesis and analysis of zwitterionic SPBs gave important information about their solution behavior.</description>
      <author>Frank Polzer</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/753</guid>
      <pubDate>Thu, 08 Mar 2012 10:16:18 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Climate change impacts on habitats and biodiversity :  From environmental envelope modelling to nature conservation strategies</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/750</link>
      <description>Climate change will pose entirely new challenges for nature conservation. A literature study of 852 publications (between 2003 and 2010) illuminates this topic, examines driving research forces as well as focal points and shows recent research gaps. Here could be shown that changes in species distribution, diverse consequences for habitats, changing communities as well as biotic interactions and general aspects of diversity are the major challenges. The potential climatic modifications can alter deeply the distribution of animals and plants. Range changes due to recent climate change already exist and are traceable. In order to quantify such changes, environmental envelope modelling can be used. In addition to individual species, changes in distribution of more complex units are also conceivable. The present work mainly focuses on habitat types listed in the Annex I of the European Habitats Directive. To reveal the potential range changes of habitat types, two principally different modelling approaches have been developed. An indirect approach modelling the distribution of a habitat type using the distribution of its characteristic plant species and a direct approach, using the distribution of the habitat type itself. These two approaches were tested by modelling five grassland habitat types. Looking at the modelled results all habitats are projected to lose between 22% and 93% of their range in the ‘no dispersal’ scenario. Both approaches produce reasonable results. However, modelling an extensive set of habitat types using the indirect approach is currently not possible, because of the required but actually lacking amount of plant distribution data. Therefore, the direct approach is an appropriate instrument for modelling habitat types. Here, all 127 widespread terrestrial habitat types defined in the Annex I of the Habitats Directive were modelled and, resulting from this, a map of terrestrial habitat type diversity was calculated. Several habitat types are projected to lose many of their actually suitable areas, in particular bogs, rocky habitats, grassland and in part forests. Due to their developmental time or rather due to their special abiotic requirements, bogs and rocky habitats even lose under the assumption of a full dispersal scenario. However, most heath and grassland habitats are also projected to lose in the full dispersal scenario. Pooling all modelled results together, terrestrial habitat type diversity is shifting partly to mountain regions and the atlantic biogeographical region is projected to decrease in habitat type diversity. According to the Habitats Directive habitat types listed in Annex I are protected in ‘sites of community interest’ aiming to maintain or restore them at a favourable conservation status. Due to the projected changes a static nature conservation concept could face problems which particularly concern the coherence of the protected area network. This could lead to a loss of protective goods in spite of protected areas. To illustrate the potential problems and difficulties emerging with respect to spatial coherence of habitat types between protected areas, an analysis of spatial coherence under future conditions for a variety of habitat types in Germany was conducted. Here, a combination of environmental envelope modelling and graph theory is presented to assess the coherence of nature conservation networks. The possible incapacity of species to reach all climatically suitable areas is currently debated. Therefore, spatial scales are not only crucial for the coherence of protected areas but also for the question if future projected suitable areas could be colonized. Dispersal movements of species are only infrequently possible in our highly fragmented landscape. To answer this raising question, Odonata listed in the Habitats Directive with known dispersal distances were contemplated. The species Coenagrion ornatum, C. mercuriale and Ophiogomphus cecilia are projected to lose range when incorporating specific dispersal distances, while they are projected to extend their range in the unrestricted dispersal scenario. Furthermore, suitable climatic conditions tend to decline for Leucorrhinia albifrons and L. caudalis, whereas L. pectoralis is projected to gain distribution area assuming either species-specific or unrestricted dispersal. The nature conservation measure of translocation is an at least 100 years old methodology with pros and cons. In this thesis, the emerging problems and opportunities of this species preservation strategy are presented. Further, a new question about the ‘focal unit’ is pointed out as well as the problem of genetic variability and the aspect of pre-adopted subspecies. Moreover, a selective assisted colonisation not by moving species but ecotypes is referred.</description>
      <author>Torsten Bittner</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/750</guid>
      <pubDate>Mon, 27 Feb 2012 13:24:15 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Applying regional climate change projections for spatio-temporal risk analyses of vector-borne diseases</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/749</link>
      <description>Bei vorliegender Dissertation handelt es sich um eine Abhandlung zu vektor-assoziierten Krankheiten in Zeiten des Klimawandels. Bei vektor-assoziierten Krankheiten wird ein Pathogen durch einen Vektor (Überträger), auf ein Wirtstier übertragen. Als solche Vektoren agieren meist Arthropoden. Klimatische Veränderungen beeinflussen vektor-assoziierte Krankheiten insbesondere dadurch, dass Arthropoden ihre Körpertemperatur nicht selbst regeln können und zudem bestimmte Temperaturansprüche zur Pathogenentwicklung im Vektor erfüllt sein müssen. Das Klimaänderungssignal des 21. Jahrhunderts wird von Klimamodellen in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Auflösungen wiedergegeben. Die Projektionen beruhen auf Emissionsszenarien klimawirksamer Treibhausgase. In der Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten von regionalen Klimamodellen zur Gefährdungsabschätzung anhand verschiedener Fallbeispiele aufgezeigt. Deren Nutzen und Einsatzmöglichkeiten werden einführend aufgeführt. Für die Risikoanalysen werden regionalen Klimamodelle REMO und COSMO-CLM angewandt, die durch dynamisches „Downscaling“ globaler Modelle generiert wurden. Beide sind in ihrem neuesten Prozesslauf in das globale Modell ECHAM5 eingebettet. Der direkte Übertrag bekannter Temperaturansprüche von Vektor und/oder Pathogen auf künftig zu erwartende Bedingungen stellt den ersten methodologischen Schwerpunkt dieser Arbeit dar. Eine Amplifikation des Dengue-Virus im Überträger der Stechmücke Aedes aegypti könnte demnach zunächst in Südeuropa, im weiteren Verlauf des 21. Jhd. aber auch in weiteren europäischen Regionen möglich sein. Weiterhin verdeutlichen die Ergebnisse, dass sich auch das Zeitfenster einer potentiellen Übertragung des Dengue-Virus verlängern kann. Durch das Überlagern der bekannten Temperaturansprüchen von Sandmücken (Gattung Phlebotomus) und der von ihnen übertragbaren Erreger - Leishmania infantum Komplex - können potentielle Regionen Deutschlands identifiziert werden, in denen einer autochthone Übertragung der Leishmaniose möglich ist. Es ist zu erwarten, dass ein solches Risiko zunächst in südwestlichen und westlichen Regionen Deutschlands, im späteren Verlaufe des des 21. Jhd. jedoch auch für eher nördlich und östlich gelegene Regionen bestehen wird. Der zweite innerhalb dieser Arbeit gewählte methodologische Ansatz zeigt die Einsatzmöglichkeiten regionaler Klimaprojektion für die bioklimatische Nischenmodellierung von Krankheitsüberträgern auf. Die anhand statistischer Verfahren ermittelte bioklimatische Nische der jeweiligen Art wird hierbei auf zukünftig zu erwartende klimatische Bedingungen übertragen. Anhand dieser Analyse kann aufgezeigt werden, dass sich die klimatische Eignung für die invasive Stechmücke Aedes albopictus (Überträger mehrere human-pathogener Viren) ausgehend von westlichen Regionen Europas über Mitteleuropa und schließlich Osteuropas erhöhen wird. Der Transfer der ermittelten spezifischen klimatischen Nische ausgewählter Sandmücken-Arten (u.a. Überträger der zum Leishmania-Komplex zählenenden Pathogenen) auf künftige Bedingungen lässt vermuten, dass deren klimatische Eignung in Mitteleuropa - abgesehen von alpinen Regionen - zunehmen wird. Künftige potenzielle Ausbreitungswege der Sandmücken in einer sich verändernden Umwelt, werden via “least-cost analysis“ ermittelt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass aufgrund der eingeschränkten natürlichen Ausbreitungsfähigkeit, einige der künftig potenziell geeigneten Lebensräume nicht erreicht werden. In den verschiedenen Fallstudien kann gezeigt werden, dass die zu erwartenden klimatischen Veränderungen im 21. Jhd. eine mögliche Ausbreitung der in dieser Arbeit adressierten Vektoren und vektor-assoziierter Krankheiten in Europa begünstigen werden. Als einheitliche Tendenz kann speziell für Mitteleuropa festgehalten werden, dass sich die Gefährdung, Ende des 21.Jhd. erhöhen wird. Dies begründet sich höchstwahrscheinlich durch die projizierte raschere Erwärmung in der zweiten Jahrhunderthälfte. Abschließend bleibt jedoch festzuhalten, dass es neben klimatischen Veränderungen weitere Faktoren für die Ausbreitung bzw. Neuetablierung von Vektoren und den damit verbundenen übertragbaren Infektionskrankheiten ausschlaggebend sind. Der Einfluss einzelner Faktoren auf die Etablierung bzw. Ausbreitung vektor-assoziierte Krankheiten variiert auf raum-zeitlichen Skalen. Für die ermittelten klimatisch-abgeleiteten Risikogebiete sollten in Folgestudien auf kleineren Skalen wirksam werdenden Faktoren integriert werden. Diese Ergebnisse können wiederum die Entwicklung von Surveillance- und Monitoringprogramme unterstützen, um somit Maßnahmen gegen die Ausbreitung von vektor-assoziierten Krankheiten initiieren zu können.</description>
      <author>Dominik Fischer</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/749</guid>
      <pubDate>Tue, 21 Feb 2012 10:46:29 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Chain-Growth Polymerization of 3-Hexylthiophene Towards Well-Defined Semiconductor Block Copolymers</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/748</link>
      <description>The central point of this thesis is the control of the P3HT synthesis using Kumada catalyst transfer polymerization (KCTP). Kinetic studies of the active monomer formation via Grignard metathesis revealed that this reaction is rather slow, however, its completion is essential for controlled end groups. It was shown that LiCl accelerates this reaction and allows 100% H/Br end groups without long reaction times. MeOH as a quenching reagent was found to cause chain-chain coupling via disproportionation of the Ni-catalyst species. For non-functionalized P3HTs HCl was identified as the best quenching agent. The identification of these factors now allows the fast synthesis of any molecular weight with 100% homogeneous functionalizable H/Br end groups. In the second part these well-defined P3HTs were used to investigate their equilibrium bulk structures and aggregation in solution. A temperature dependent phase diagram of the crystalline regions in P3HT was obtained in bulk. Further, the order of the P3HT side chains was elucidated for the first time as tilted and non-interdigitated. The analysis of the semicrystalline order of P3HT showed extended chain crystals as the equilibrium structures up to a molecular weight of ~20 kDa. The study of the aggregate formation in solution revealed that the amount of aggregates and their nature depends on the used solvent, the molecular weight and the synthetic method. The maximum fraction of aggregates in solution seemed to indicate the resulting charge carrier mobility measured in organic thin film field effect transistors. For the well-defined P3HTs, even low molecular weight samples allow for high charge carrier mobility. In the third part the bromine end groups were used to introduce valuable carboxylic end groups in one single, selective and quantitative post-polymerization step. Thus, carboxylated polymers with a charge carrier mobility as high as 10 3 cm2/Vs were obtained. These functionalized polymers can be anchored onto surfaces, can coordinate nanoparticles or can be used as end cappers for the formation of block copolymers. Additionally, a correlation of the melting enthalpies with the charge carrier mobilities indicated that the crystallinity is the determinant factor for the molecular weight dependence of the charge carrier mobility. A great challenge for the synthesis of P3HT containing block copolymers is to combine KCTP with other controlled polymerization methods. Especially conjugated blocks with high molecular weights are difficult to incorporate, because of their lower solubility and lower percentage of end groups. Here, it was demonstrated that copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition, a so-called click reaction, is a simple and efficient approach to create high molecular weight P3HT macroinitiators for nitroxide mediated radical polymerization. First, the synthesis of alkyne functionalized P3HT was optimized. HCl as a quenching reagent caused hydrohalogenation and hydration reactions and MeOH proved to be the quenching reagent of choice. In the second step, P3HT-alkyne was combined with an azide functionalized alkoxyamine to form the macroinitiator in one single post-polymerization step. Two different types of block copolymers were realized. The first type is amphiphilic P3HT-b-P4VP with a polar coil block, which is able to coordinate to inorganic particles. Thermal analysis showed that the crystallite size of P3HT is hardly influenced by the coil content when such long P3HT rod blocks are used. Preliminary investigations of the self-assembly in solution, demonstrated that colloidal structures with crystalline P3HT cores are obtained in P4VP selective solvents. Thus, P3HT b P4VP is an interesting system for hybrid photovoltaics and for investigating structure formation of rod-coil block copolymers in bulk and solution. The second type of block copolymers are fully-functionalized P3HT-b-PPerAcrs, with PPerAcr as an electron conducting second block. With the new synthetic approach it was possible to get an exclusively P3HT-b-PPerAcr diblock copolymer with a high molecular weight. In this context a high content of PPerAcr of 64wt% was realized which is important for a balanced charge transport in OPVs. The pure diblock, the high molecular weight and, hence, a high chiN parameter enabled for the first time the formation of a hexagonally ordered cylindrical bulk structure for a fully-functionalized crystalline-crystalline block copolymer. Additionally, in thin films, order-disorder transition and microphase separation was observed with domain sizes in the range of the exciton diffusion length. In conclusion, the optimization of the synthesis of P3HT allowed a better understanding of fundamental aspects about its molecular weight dependent structures and the resulting properties. Further, new end groups could be introduced to widen its applications. Additionally, long P3HT blocks were efficiently incorporated into well-defined diblock copolymers.</description>
      <author>Ruth Lohwasser</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/748</guid>
      <pubDate>Thu, 16 Feb 2012 10:23:43 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Strukturelle Untersuchungen an dem Radikalenzym (R)-2-Hydroxyisocaproyl-CoA-Dehydratase</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/746</link>
      <description>In der Natur werden viele chemisch schwierige Reaktionen von Radikalenzymen katalysiert. Die (R)-2-Hydroxyisocaproyl-CoA-Dehydratase katalysiert die Dehydratisierung von (R)-2-Hydroxyisocaproyl-CoA in der Fermentation von L-Leucin im humanpathogenen Bakterium Clostridium difficile. Im Gegensatz zu einer Vielzahl von Radikalenzymen, wie beispielsweise der Coenzym B12-abhängigen bakteriellen Klasse II Ribonukleotid-Reduktase oder der S-Adenosylmethionin-abhängigen Biotin-Synthase, benötigt die (R)-2-Hydroxyisocaproyl-CoA-Dehydratase keine komplexen Kofaktoren zur Erzeugung des katalytisch aktiven Radikals. Stattdessen verwendet sie ein einzelnes, hoch energetisches Elektron. Bei der Dehydratisierung – einer atypischen α/β-Eliminierung – werden reduktiv Ketylradikale im Substrat erzeugt. Die Dehydratase muss zunächst aktiviert werden, indem ein Aktivator, der ein [4Fe-4S]-Zentrum enthält, unter ATP-Hydrolyse ein Elektron auf die Dehydratase überträgt. Für den Aktivator werden im Laufe des Aktivierungsprozesses Nukleotid- und redox-abhängige Konformationsänderungen angenommen. Das hoch reaktive Elektron wird nach jedem Substratumsatz wieder auf die Dehydratase übertragen, so dass bis zu 10.000 Umsätze katalysiert werden können, bevor eine erneute Aktivierung notwendig ist. Die strukturelle Grundlage der Aktivierung sowie die Art und Weise, wie das aktive Elektron in der Dehydratase nach erfolgtem Umsatz wiedergewonnen und vor Verlust durch unspezifische Nebenreaktionen geschützt wird, ist unbekannt. In dieser Arbeit konnte zunächst die Struktur der homodimeren (E)-2-Isocaprenoyl-CoA:2-Hydroxyisocaproat-CoA-Transferase gelöst werden, die in der Fermentation von L-Leucin den zweimaligen Transfer eines Coenzym A-Moleküls katalysiert. Sie gehört zur Familie III der CoA-Transferasen und besitzt deren typische Faltung. Ein Aspartatrest im aktiven Zentrum ist wahrscheinlich an der Ausbildung von kovalenten Intermediaten beteiligt. Es wurden die Strukturen des reduzierten Aktivators ohne Nukleotid, mit ADP und mit dem ATP-Analogon ADPNP bestimmt. Der homodimere Aktivator gehört zur Actin-Faltungsfamilie und die Monomere sind durch ein verbrückendes [4Fe-4S]-Zentrum miteinander verbunden. Jedes Monomer besteht aus zwei Domänen, die in Abwesenheit eines Nukleotids eine offene und in Gegenwart eines Nukleotids eine geschlossene Konformation einnehmen. Die Strukturen des reduzierten Aktivators mit gebundenem ADP und ADPNP zeigten keine signifikaten Konformationsunterschiede. Der Vergleich mit der Struktur eines oxidierten Aktivators ergab, dass auch die Reduktion des [4Fe-4S]-Zentrums offenbar keine strukturellen Änderungen zur Folge hat. Möglicherweise spiegeln die Strukturen, die alle mittels Röntgenkristallographie bestimmt wurden, jedoch nicht die konformationelle Flexibilität in Lösung wider. Erstmals wurde die Komplexbildung zwischen dem Aktivator und der Dehydratase mittels ADPNP nachgewiesen. Die Strukturen des Aktivators legen nahe, dass die Komplexildung über den Prozess der konformationellen Selektion geschieht. Die Struktur der Dehydratase zeigte, dass das heterodimere Protein zwei [4Fe-4S]-Zentren in einem Abstand von 12 Å beinhaltet. Jedes Fe/S-Zetrum ist von drei Cysteinresten und einem terminalen Liganden koordiniert. Das Fe/S-Zentrum in der α-Untereinheit ist Teil des aktiven Zentrums und besitzt in Abwesenheit von Substrat ein Hydroxyidion/Wassermolekül als vierten Liganden. Das Substrat ersetzt diesen Liganden und koordiniert das Fe/S-Zentrum mit dem Carbonylsauerstoffatom der Thioestergruppe. Das [4Fe-4S]-Zentrum in der β-Untereinheit hat eine Sulfhydryl-/Sulfidogruppe als terminalen Liganden und fungiert als Speicher für das Elektron, wenn kein Substrat anwesend ist. Die Struktur der (R)-2-Hydroxyisocaproyl-CoA-Dehydratase dient als Modell für die Familie der 2-Hydroxyacyl-CoA-Dehydratasen und der Gruppe der phylogenetisch verwandten Benzoyl-CoA-Reduktasen.</description>
      <author>Stefan Knauer</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/746</guid>
      <pubDate>Wed, 08 Feb 2012 10:13:22 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Gross N turnover and soil solution chemistry as influenced by fluctuations of soil water potential and water table in a Podzol and a fen soil</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/744</link>
      <description>Given the climate scenarios, the higher frequency of drying/rewetting cycles of soils in the future can be expected. These changes of the meteorological conditions likely result in an increasing frequent and intensive drought periods in summer, causing irregular and extreme drought stress in forest soils or a drawdown of water table in wetland ecosystems, which may influence the turnover of nutrients in soils to a larger extend than previously thought. The question arises how these climate changes will influence N and C turnover in forest and fen soils. A growing number of laboratory studies on drying/rewetting of soils have been published during past decades, but many studies used either disturbed soil samples or intact soil cores in laboratory. Although soil drying is a frequent phenomenon in the field, the long-term effects of drying/rewetting and irrigation on in situ fluxes and concentrations of solutes in forest and fen soils are unclear. Several studies have investigated the influence of soil water content on net N turnover rather than gross rates. Net ammonification and nitrification include two major processes: gross ammonification and gross nitrification on the one side and microbial immobilization on the other side. To identify the response of specific processes to soil drying, gross rates need to be measured. This thesis focused on the impact of changing water potential or water table level on gross N turnover rates and soil solution chemistry in two different ecosystems in South-Eastern Germany. In a Norway spruce forest, the effects of decreasing water potential and prolonged periods of summer drought on soil gross N turnover were investigated by laboratory and field experiments. Soil solutions and throughfall were collected and the cumulative in situ fluxes of DIN, DON and DOC with forest floor percolates were calculated. In a minerotrophic fen, we studied the response of N and C mineralization and soil solution chemistry to water table fluctuations in a laboratory experiment. In the field, we collected the soil pore water in 3 depths to clarify the long-term effects of water table level on the concentrations of solutes. Homogenized soil samples of the Oi+Oe, Oa and EA horizons were taken and adjusted to 6 different water potentials in the laboratory. In the field experiment, throughfall exclusion and irrigation plots were established to simulate different precipitation patterns of a dry and wet growing season. Gross N turnover rates were determined in undisturbed soil cores from Oi+Oe and Oa+EA horizons during the drying period and after rewetting. Soil drying decreased gross ammonification rates in the O horizon. The lowest rates were found at the throughfall exclusion plots but the differences to the irrigation and control plots were not statistically significant. A substantial ammonification rate of 14 mg N kg-1 soil day-1 was observed at 3.2 MPa (pF 4.5). The laboratory study showed that gross nitrification decreased with decreasing water potential and was more sensitive to drying than ammonification in the Oa horizon; however, this was not found in the field experiment. The latter might result from the low rates and huge spatial variation, indicating the difference between disturbed samples and intact soil cores. No rewetting pulse of gross ammonification was observed, probably due to its short duration or due to the slow changes of the water potential during the natural rewetting. Although the in situ fluxes of DIN increased at the throughfall exclusion plots after rewetting, the cumulative DIN flux at the throughfall exclusion plots did not significantly exceed that at the control plots. The lowest fluxes of DON and DOC were observed at the throughfall exclusion plots because of the reduction of input with throughfall. In the studies presented here, extended drought periods caused a reduction of gross N turnover in forest soils but gross ammonification continued at considerable rates at low water potential. The hypothesis of increased N turnover and fluxes of DIN, DON and DOC as a consequence of drying/rewetting was not confirmed. In the fen site, undisturbed soil cores were taken and divided to two treatments of water table: permanently flooded and fluctuated. The later was subjected to flooding, drawdown and re-flooding. The permanently flooding enhanced gross ammonification after a lag phase of about 30 days while CO2 emissions were constantly low. The water table drawdown also increased gross ammonification, but again after a lag phase of about 30 days. The first peak of CO2 emissions appeared immediately after water table drawdown, followed by a decrease and a second peak. The ratio of CO2 emission/gross ammonification were close to 2 under anoxic condition which seems to be caused by fast N turnover in the microbial biomass-N pool and low rates of CO2 production. The changes induced by water table drawdown on the N and C turnover were found reversible after re-flooding. Drainage increases SO42- but decrease Fe, DON and DOC concentrations and vice versa when the soils were flooded. Release of DON and DOC was inhibited by increasing SO42- concentrations. Under field conditions, neither drainage nor flooding had an effect on dissolved inorganic N due to the low concentration, indicating the rapid consumption of mineralized N in the field. In the absence of plant uptake and runoff in the laboratory experiment, however, NH4+ increased during the flooding period. Soil desiccation affects the upper soil layers with largest rates of N turnover. While gross N turnover is reduced by soil desiccation, a substantial rate of ammonification was observed even at low water potentials. Nitrification was found more sensitive to desiccation than ammonification which might change the NH4/NO3 ratio of available N under dry conditions. Rewetting of dry soil does not induce a pulse of N turnover and fluxes of DIN, DON and DOC. Overall, an increasing frequency of drying/rewetting cycles seem to have only moderate effect on the N turnover and on N solute fluxes in forest soils. Fluctuations of water table play an important role for the organic matter mineralization, soil solution chemistry and inorganic N availability in minerotrophic fen soils. Acidification by oxidation of S to SO42- can be expected after water table drawdown, causing inhibition of DON and DOC release. The effect of drainage and flooding on gross mineralization and solute concentrations is reversible within a month period. The effect of changing water table regime on N and C turnover in fen soils seems to depend largely on the time scale of the fluctuations. Short term fluctuations at a daily scale will have little effect on N turnover as compared to longer term changes on a monthly scale, while short term changes seem to trigger C losses by CO2.</description>
      <author>Yao-Te Chen</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/744</guid>
      <pubDate>Thu, 19 Jan 2012 09:17:02 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Isolierung, Strukturaufklärung und Totalsynthese von Alkaloiden aus Stenus Käfern und der Seeanemone Heteractis aurora</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/743</link>
      <description>Die neuen Pyridinalkaloide (Z)- und (E)-3-(2-Methyl-1-butenyl)-pyridin konnten jeweils in den Pygidialdrüsen der Kurzflügelkäfer Stenus solutus und S. similis als Hauptkomponenten nachgewiesen werden. Die Norverbindung 3-(1-Isobutenyl)-pyridin wurde als Minderkomponente in S. solutus, S. cicindeloides, S. binotatus und S. pubescens gefunden. Die Strukturen wurden durch NMR-Spektroskopie und Vergleich mit synthetischen Referenzen aufgeklärt. Die Pyridine wurden durch Umsetzung von Nicotinaldehyd mit dem jeweiligen Phosphoniumsalz nach WITTIG in einer Stufe erhalten. Für das bekannte Spreitungs- und Abwehralkaloid Stenusin, welches in den meisten Käfern der Gattung Stenus vorkommt, wurde eine neuartige Syntheseroute entwickelt. Die Stenusin enthaltenden Steninae zeigen eine charakteristische Zusammensetzung aller vier Stereoisomeren. Alle bislang bekannten stereoselektiven Zugänge zu Stenusin, wie auch die auf der SAMP/RAMP-Methode basierende Varinate nach ENDERS et al., erlauben nur die Darstellung der in der Seitenkette (S)-konfigurierten Alkaloide (2S,3R)- und (2S,3S)-Stenusin. Daher wurde eine neue Synthese entwickelt, die es erlaubt, alle Isomere selektiv darzustellen. Das Stereozentrum im Piperidinring wird durch auxiliarvermittelte asymmetrische Hydrierung erzeugt, während die Seitenkette entweder aus dem chiralen Pool ((S)-2-Methylbutanol) entnommen wird – identisch mit der Variante nach ENDERS – oder mittels einer chemoenzymatischen Synthese erzeugt wird. Insbesondere die (2S,3R)- und (2S,3S)-Isomere lassen sich ausgehend von 3-Brompyridin und (S)-2-Methylbutylbromid in einer sehr kurzen Sequenz von nur 4 Stufen in guter Ausbeute darstellen. Weiterhin erfolgt die gesamte Synthese frei von Schutzgruppen. Das verwendete EVANS-Auxiliar kann nach der Hydrierung unverändert wiedergewonnen werden. Das neue Alkaloid Cicindeloin wurde aus Stenus-Käfern der Art S. cicindeloides isoliert und dessen Struktur durch NMR-Spektroskopie in Verbindung mit EI- und ESI-Massenspektroskopie aufgeklärt. Die Absolutkonfiguration von Cicindeloin konnte durch stereoselektive Totalsynthese und GC-Vergleich mit dem Naturstoff an einer chiralen Phase bestimmt werden. Es wurde ein totalsynthetischer Zugang mit 20% Gesamt¬ausbeute entwickelt, der eine lineare Sequenz von 12 Stufen umfasst, von denen neun ohne Chromatographie auskommen.</description>
      <author>Tobias Müller</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/743</guid>
      <pubDate>Wed, 18 Jan 2012 13:34:56 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Fabrication of Polymersomes using Microfluidic Devices</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/741</link>
      <description>The fabrication of diblock copolymer vesicles, so-called polymersomes, from poly(2-vinylpyridine)-block-poly(ethylene glycol) (P2VP-b-PEG) and poly(ethylene glycol)-block-poly(lactid acid) (PEG-b-PLA) by means of microfluidics is described. The experiments were performed in microfluidic devices made by soft lithography in poly(dimethylsiloxane) (PDMS). To gain insight into the fluid dynamics in the microfluidic devices, 2D and 3D simulations based on the finite element method (FEM) were performed. This allowed for optimization of the microchannel geometry, and thus precise control over the formation process and properties of the polymersomes, which were extensively characterized by dynamic light scattering (DLS), confocal laser scanning microscopy (CLSM) and cryo transmission electron microscopy (cryo-TEM). Two distinct approaches to control the vesicular self-assembly of copolymer molecules into polymersomes were studied: the undirected self-assembly using hydrodynamic flow focusing (HFF) and the directed self-assembly using copolymer-stabilized water/organic solvent/water (W/O/W) double emulsion templates. In the former case, the formation of polymersomes occurred at the interface of a flow-focused, copolymer-loaded solvent stream and a selective solvent in a simple microchannel cross junction. Investigations revealed that the polymersome size is in proportion with the flow rate ratio of polymer solution and the selective solvent; a nucleation and growth model explaining the observed relation between flow conditions and polymersome size was proposed. In the latter case, the formation of polymersomes was directed by W/O/W double emulsions during evaporation of the organic solvent in which the copolymer was dissolved. The formation of vesicles from diblock copolymers in microfluidic devices not only enables continuous fabrication of polymersomes with controlled size and narrow polydispersity (PDI), but also offers the ability to tune the polymersome size over several orders of magnitude from less than 50 nm using HFF to more than 100 micron using double-emulsion templates. To allow for the aforementioned studies, preliminary work focusing on increasing the resistance of PDMS towards swelling due to organic solvents was performed. By using a glass-like coating based on sol-gel chemistry, the swelling of PDMS was decisively decreased. Analyses of coated devices by scanning electron microscopy (SEM) illustrated that the coating could be homogeneously distributed even in complex microfluidic devices as employed for the preparation of double-emulsion templates. To simplify the fabrication of microfluidic devices with patterned wettability as required for the formation of double emulsions, a novel method to spatially pattern the surface properties of microchannels using flow confinement was developed. For a better understanding of the formation of double emulsions, a fundamental investigation of multiple emulsion formation in microfluidic devices in general was performed. Results show that, depending on the number of dripping instabilities present in the device, multiple emulsions can either be formed in a sequence of emulsification steps or in a one-step process. It was furthermore demonstrated that one-step formation of multiple emulsions provides a novel way to create emulsions from liquids, which otherwise cannot be emulsified controllably, such as viscoelastic polymer solutions or liquids exhibiting a low surface tension. Finally, the development of a novel microfluidic spray dryer based on a conventional microfluidic device for forming double emulsions was presented and its application for fabricating drug nanoparticles from hydrophobic active pharmaceutical ingredients (APIs) was demonstrated.</description>
      <author>Julian Thiele</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/741</guid>
      <pubDate>Wed, 11 Jan 2012 13:22:24 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Documentation and Instruction Manual for the Horizontal Mobile Measuring System (HMMS)</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/740</link>
      <description/>
      <author>Jörg Hübner; Johannes Olesch; Hubert Falke; Franz X. Meixner; Thomas Foken</author>
      <category>report</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/740</guid>
      <pubDate>Wed, 11 Jan 2012 09:09:35 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Towards the Governance of Open Distributed Grids - A Case Study in Wireless Mobile Grids</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/738</link>
      <description>New networking technologies such as wireless mobile grids and peer-to-peer middleware are examples of a growing class of open distributed systems whose strength is the absence of a central controlling instance and which function through the cooperation of autonomous entities that voluntarily commit resources to a common pool. The social dilemma in such systems is that it is advantageous for rational users to access the common pool resources without making any commitment of their own. This is commonly known as “free-riding”. However, if a substantial number of users followed this selfish strategy, the system itself would fail, depriving all users of its benefits. In this dissertation, we demonstrate how governance decisions can induce cooperation in such systems and how normative frameworks in combination with multi-agent system simulations can be successfully employed to analyse their effects, even at an early development stage. We show that our approach is not only practical and powerful, but also easily accessible. We demonstrate its functionality by implementing a prototype to explore the impact of enforcement mechanisms on wireless mobile grids, a concept which has been proposed to address the energy issues arising in the next generation of mobile phones and the networks that connect them. We also infer lessons from this example for open distributed systems in general. Simulation experiments quantify the benefits of enforcement mechanisms for wireless mobile grids. We analyse these results with respect to the costs of enforcement as well as further criteria that reflect the interests of the multiple stakeholders in the system. We conclude with some observations on how the lessons learned from both process and outcomes may be applicable to the broader context of open distributed systems. In particular, we highlight (i) the use of simulation using intelligent agents and a normative framework as a means for in silico exploration of complex systems for both business and technological objectives, and (ii) the insight offered into a range of enforcement mechanisms and a better understanding of the conditions and constraints under which they are applicable.</description>
      <author>Tina Balke</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/738</guid>
      <pubDate>Thu, 22 Dec 2011 12:11:52 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Charakterisierung des humanen Proteins MCM8 und seiner Interaktion mit CDC45</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/737</link>
      <description>In der eukaryotischen und archaealen DNA-Replikation spielen MCM-Proteine eine bedeutende Rolle. Ein heterohexamerer Komplex der Proteine MCM2-7 stellt in eukaryotischen Zellen die replikative Helikase dar, welche den DNA-Doppelstrang entwindet und so für die Replikation durch die DNA-Polymerasen zugänglich macht. In den Archaea übernimmt diese Aufgabe ein homohexamerer MCM-Komplex. Ein weiteres Mitglied der eukaryotischen MCM2-7-Familie ist MCM8. Es gibt Hinweise, dass MCM8 als homohexamere Helikase in der eukaryotischen DNA-Replikation involviert ist, die tatsächliche Funktion des Proteins ist jedoch noch weitgehend unbekannt. Durch Untersuchungen von Tumorgeweben wurde gezeigt, dass humanes MCM8 in den entsprechenden Zellen akkumuliert oder mutiert vorliegt. Dies lässt darauf schließen, dass MCM8 an der Entwicklung von Tumoren beteiligt sein könnte. Für das Verständnis der Krebsentstehung ist daher die Erforschung seiner Funktion von großer Wichtigkeit. Ziel dieser Arbeit war zunächst, ein geeignetes Expressionssystem zu etablieren, in welchem rekombinantes humanes MCM8 löslich exprimiert und aufgereinigt werden kann. Hierfür wurden Expressionsstudien in Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae sowie Sf9- und High-Five-Insektenzellen durchgeführt. In S. cerevisiae konnte keine Expression von MCM8 detektiert werden, da das Protein hier möglicherweise toxisch wirkt. In E. coli konnte MCM8 nach einer Co-Expression mit dem Chaperon E. coli Triggerfakor bei einer Expressionstemperatur von 15°C teilweise löslich exprimiert werden. In Insektenzellen konnte MCM8 sowohl in plasmidbasierter transienter Expression als auch in einer Baculovirus-basierten Expression vollständig löslich exprimiert werden. Das lösliche rekombinante MCM8 wurde mittels Affinitäts-, Heparin- sowie Ionenaustausch- chromatographie aufgereinigt und auf enzymatische Aktivität untersucht. Es war bekannt, dass die anderen MCM-Proteine eine DNA-abhängige ATPase-Aktivität besitzen, und dass diese durch die Mutation eines konservierten Lysinrests im aktiven Zentrum des Proteins ausgeschaltet werden kann. Um eine eventuelle ATPase-Aktivität MCM8 zuordnen zu können, wurde die Aktivität des Wildtyp-Proteins sowie die Aktivität der mutmaßlichen ATPase-Motiv-defekten Mutante MCM8 K460E überprüft. Weder für das in E. coli noch für das in Insektenzellen exprimierten rekombinanten Protein konnte eine ATPase-Aktivität nachgewiesen werden. Auch durch Zugabe von DNA konnte diese Aktivität nicht stimuliert werden. Dies ließ darauf schließen, dass humanes MCM8 alleine in vitro keine enzymatische Aktivität besitzt. Vermutlich benötigt MCM8 wie der MCM2-7-Komplex in vivo Cofaktoren zur Ausübung seiner Funktion. CDC45 und der GINS-Proteinkomplex gelten als essentielle Cofaktoren der Helikase MCM2-7, welche zusammen als CMG-Komplex den DNA-Doppelstrang entwinden. Wenn MCM8 als Helikase in die DNA-Replikation der eukaryotischen Zelle involviert ist, ist eine Interaktion mit CDC45 wahrscheinlich. Daher wurde in dieser Arbeit die Interaktion von MCM8 mit humanem CDC45 nach Co-Expression der rekombinanten Proteine in High Five-Insektenzellen untersucht. Hinweise auf eine Interaktion von MCM8 und CDC45 ergaben sich zunächst durch eine Co-Aufreinigung der rekombinanten Proteine Strep_MCM8 und His_CDC45 mittels Talon- und anschließender Strep-Tactin-Chromatographie, in welchen beide Proteine in beiden Aufreinigungs-schritten co-eluierten. Einen weiteren Hinweis lieferte die Co-elution der Konstrukte MCM8_H10 und CDC45 in einer Gelfiltration. Durch Immunopräzipitation von MCM8_H10 und CDC45 aus High-Five-Zellextrakten, wo beide Proteine mit dem jeweiligen Interaktionspartner co-präzipitierten, konnte gezeigt werden, dass MCM8 und CDC45 in vitro interagieren. Eine in vivo-Interaktion der beiden Proteine wurde in HeLa-Zellen untersucht. Hier ergab sich ein Hinweis auf die Interaktion durch Immunopräzipitationen von CDC45 mit einem MCM8-Antikörper aus Zellextrakten logarithmisch wachsender HeLa-Zellen. Die Untersuchung fraktionierter Zellextrakte synchronisierter HeLa-Zellen lieferte Informationen über den Zeitpunkt und den Ort der Interaktion von MCM8 und CDC45 im Zellzyklus. Es ist bekannt, dass die Proteine MCM2-7 vor allem zu Beginn der Synthese-Phase chromatingebunden vorliegen. Hier konnte gezeigt werden, dass MCM8 und CDC45 gegen Ende der Synthese-Phase und am Übergang der G2- zur Mitose-Phase verstärkt chromatingebunden vorliegen. Dies lässt darauf schließen, dass das humane MCM8 eher in die Elongation als in die Initiation der eukaryotischen DNA-Replikation involviert ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass MCM8 eine bisher noch nicht untersuchte regulatorische Funktion besitzt. Die tatsächliche Rolle von MCM8 im eukaryotischen Zellzyklus bleibt weiterhin unklar, bedarf jedoch gerade im Hinblick auf seinen potenziellen Wert als Tumor-Marker weiterer Aufklärung.</description>
      <author>Linda Holtkamp</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/737</guid>
      <pubDate>Wed, 21 Dec 2011 12:05:21 +0100</pubDate>
    </item>
    <item>
      <title>Semiconductor Polymer Architectures using Click Chemistry and Controlled Radical Polymerization</title>
      <link>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/736</link>
      <description>Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von halbleitenden Seitenkettenpolymeren und –blockcopolymeren für die Anwendung in organischen Photovoltaik-Bauelementen. Besonderer Augenmerk liegt dabei auf der Entwicklung und der Anwendung von modernen Synthesetechniken für die einfache und reproduzierbare Synthese solcher Polymere, auch im größeren Maßstab. Methoden zur kontrollierten radikalischen Polymerisation wie NMRP und RAFT, die zu wohldefinierten Polymeren mit enger Molekulargewichtsverteilung führen können, und ihre Kombination mit polymeranalogen Reaktionen, wie der Kupfer-katalysierten Azid-Alkin Zykloaddition („Klick“ Chemie), wurden erfolgreich dazu verwendet komplexe Polymerarchitekturen zu synthetisieren. Mit dieser Methode sollte ein genereller Ansatz für die Synthese von halbleitenden Seitenkettenpolymeren entwickelt werden. Zwei Arten von Gerüstpolymeren, Poly(Propargylacrylat) und Poly(Propargyloxystyrol), wurden dabei verwendet. „Klick“ Chemie sollte es ermöglichen die thermischen, strukturellen, elektronischen und optischen Eigenschaften des Polymers durch eine modulare Substitution mit unterschiedlichen Halbleiterresten einzustellen. Das thermotrope Phasenverhalten der synthetisierten Polymere analysierten wir umfassend mittels Differentieller Wärmeflusskalorimetrie (DSC), temperaturabhängiger Polarisationsmikroskopie (POM), sowie temperaturabhängiger Röntgendiffraktometrie (XRD). Nanostrukturierte Aggregate wurden mittels Transmissions-Elektronen-Spektroskopie (TEM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Zusammenfassend präsentiert diese Arbeit die umfassende Anwendbarkeit von „Klick“ Chemie und Techniken der kontrollierten radikalischen Polymerisation, wie NMRP und RAFT, für die Synthese von hochkomplexen Halbleiter-Polymerarchitekturen und bildet die Grundlage für eine vereinfachte und hochskalierbare Vorgehensweise für die Synthese von Halbleiterpolymeren und Blockcopolymeren.</description>
      <author>Andreas Lang</author>
      <category>doctoralthesis</category>
      <guid>http://opus4.kobv.de/opus4-ubbayreuth/frontdoor/index/index/docId/736</guid>
      <pubDate>Tue, 20 Dec 2011 09:41:24 +0100</pubDate>
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