TY - JOUR A1 - Breitenbach, Romy A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Toepel, J. A1 - Sturm, Heinz A1 - Broughton, William J. A1 - Sassaki, G. L. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Corrosive extracellular polysaccharides of the rock-inhabiting model fungus Knufia petricola N2 - Melanised cell walls and extracellular polymeric matrices protect rock-inhabiting microcolonial fungi from hostile environmental conditions. How extracellular polymeric substances (EPS) perform this protective role was investigated by following development of the model microcolonial black fungus Knufia petricola A95 grown as a sub-aerial biofilm. Extracellular substances were extracted with NaOH/formaldehyde and the structures of two excreted polymers studied by methylation as well as NMR analyses. The main polysaccharide (~ 80%) was pullulan, also known as α-1,4-; α-1,6-glucan, with different degrees of polymerisation. Αlpha-(1,4)-linked-Glcp and α-(1,6)-linked-Glcp were present in the molar ratios of 2:1. A branched galactofuromannan with an α-(1,2)-linked Manp main chain and a β-(1,6)-linked Galf side chain formed a minor fraction (~ 20%). To further understand the roles of EPS in the weathering of minerals and rocks, viscosity along with corrosive properties were studied using atomic force microscopy (AFM). The kinetic viscosity of extracellular K. petricola A95 polysaccharides (≈ 0.97 × 10-6 m2 s-1) ranged from the equivalent of 2% (w/v) to 5% glycerine, and could thus profoundly affect diffusion-dominated processes. The corrosive nature of rock-inhabiting fungal EPS was also demonstrated by its effects on the aluminium coating of the AFM cantilever and the silicon layer below. KW - Corrosion KW - EPS KW - Melanised microcolonial fungi (MCF) KW - Pullulan KW - Sub-aerial biofilms (SAB) KW - α-1,4- and α-1,6-glucans KW - AFM cantilever vibration KW - Nanoviscosity KW - Nanocorrosion of aluminium and silicon PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-435910 DO - https://doi.org/10.1007/s00792-017-0984-5 SN - 1433-4909 SN - 1431-0651 VL - 22 IS - 2 SP - 165 EP - 175 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-43591 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröter, Maria-Astrid A1 - Meyer, Susann A1 - Hahn, Marc Benjamin A1 - Solomun, Tihomir A1 - Sturm, Heinz A1 - Kunte, Hans-Jörg T1 - Ectoine protects DNA from damage by ionizing radiation N2 - Ectoine plays an important role in protecting biomolecules and entire cells against environmental stressors such as salinity, freezing, drying and high temperatures. Recent studies revealed that ectoine also provides effective protection for human skin cells from damage caused by UV-A radiation. These protective properties make ectoine a valuable compound and it is applied as an active ingredient in numerous pharmaceutical devices and cosmetics. Interestingly, the underlying mechanism resulting in protecting cells from radiation is not yet fully understood. Here we present a study on ectoine and its protective influence on DNA during electron irradiation. Applying gel electrophoresis and atomic force microscopy, we demonstrate for the first time that ectoine prevents DNA strand breaks caused by ionizing electron radiation. The results presented here point to future applications of ectoine for instance in cancer radiation therapy. KW - Plasmid DNA pUC19 KW - Electron irradiation 30 [kV] KW - Effective irradiation dose 0.2-16 [Gy] KW - Gel electrophoresis KW - AFM intermittent contact KW - Radioprotector ectoine KW - Compatible solute PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-428287 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-017-15512-4 SN - 2045-2322 VL - 7 IS - 1 SP - 15272, 1 EP - 15272, 7 PB - Nature AN - OPUS4-42828 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Teixeira, M.M. A1 - Moreno, L.F. A1 - Stielow, B.J. A1 - Muszewska, A. A1 - Hainaut, M. A1 - Gonzaga, L. A1 - Abouelleil, A. A1 - Patan, J.S.L. A1 - Priest, M. A1 - Souza, R. A1 - Ferreira, K.S. A1 - Zeng, Q. A1 - da Cunha, M.M.L. A1 - Gladki, A. A1 - Barker, B. A1 - Vicente, V.A. A1 - de Souza, E.M. A1 - Almeida, S. A1 - Henrissat, B. A1 - Vasconelos, A.T.R. A1 - Deng, S. A1 - Vogelmayr, H. A1 - Moussa, T.A.A. A1 - Gorbushina, Anna A1 - Felipe, M.S.S. A1 - Cuomo, C.A. A1 - de Hoog, G.S. T1 - Exploring the genomic diversity of black yeasts and relatives (Chaetothyriales, Ascomycota) N2 - The order Chaetothyriales (Pezizomycotina, Ascomycetes) harbours obligatorily melanised fungi and includes numerous etiologic agents of chromoblastomycosis, phaeohyphomycosis and other diseases of vertebrate hosts. Diseases range from mild cutaneous to fatal cerebral or disseminated infections and affect humans and cold-blooded animals globally. In addition, Chaetothyriales comprise species with aquatic, rock-inhabiting, ant-associated, and mycoparasitic life-styles, as well as species that tolerate toxic compounds, suggesting a high degree of versatile extremotolerance. To understand their biology and divergent niche occupation, we sequenced and annotated a set of 23 genomes of main the human opportunists within the Chaetothyriales as well as related environmental species. Our analyses included fungi with diverse life-styles, namely opportunistic pathogens and closely related saprobes, to identify genomic adaptations related to pathogenesis. Furthermore, ecological preferences of Chaetothyriales were analysed, in conjuncture with the order-level phylogeny based on conserved ribosomal genes. General characteristics, phylogenomic relationships, transposable elements, sex-related genes, protein family evolution, genes related to protein degradation (MEROPS), carbohydrate-active enzymes (CAZymes), melanin synthesis and secondary metabolism were investigated and compared between species. Genome assemblies varied from 25.81 Mb (Capronia coronata) to 43.03 Mb (Cladophialophora immunda). The bantiana-clade contained the highest number of predicted genes (12 817 on average) as well as larger genomes. We found a low content of mobile elements, with DNA transposons from Tc1/Mariner superfamily being the most abundant across analysed species. Additionally, we identified a reduction of carbohydrate degrading enzymes, specifically many of the Glycosyl Hydrolase (GH) class, while most of the Pectin Lyase (PL) genes were lost in etiological agents of chromoblastomycosis and phaeohyphomycosis. An expansion was found in protein degrading peptidase enzyme families S12 (serine-type D-Ala-D-Ala carboxypeptidases) and M38 (isoaspartyl dipeptidases). Based on genomic information, a wide range of abilities of melanin biosynthesis was revealed; genes related to metabolically distinct DHN, DOPA and pyomelanin pathways were identified. The MAT (MAting Type) locus and other sexrelated genes were recognized in all 23 black fungi. Members of the asexual genera Fonsecaea and Cladophialophora appear to be heterothallic with a single copy of either MAT-1-1 or MAT-1-2 in each individual. All Capronia species are homothallic as both MAT1-1 and MAT1-2 genes were found in each single genome. The genomic synteny of the MAT-locus flanking genes (SLA2-APN2-COX13) is not conserved in black fungi as is commonly observed in Eurotiomycetes, indicating a unique genomic context for MAT in those species. The heterokaryon (het) genes expansion associated with the low selective pressure at the MAT-locus suggests that a parasexual cycle may play an important role in generating diversity among those fungi. KW - Black yeast KW - Comparative genomics KW - Chaetothyriales KW - Ecology KW - Evolution KW - Herpotrichiellaceae KW - Phylogeny PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-408720 DO - https://doi.org/10.1016/j.simyco.2017.01.001 SN - 1872-9797 VL - 86 IS - 1 SP - 1 EP - 28 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-40872 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dackermann, U. A1 - Yu, Y. A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Li, J. A1 - Wiggenhauser, Herbert T1 - Condition Assessment of Foundation Piles and Utility Poles Based on Guided Wave Propagation Using a Network of Tactile Transducers and Support Vector Machines N2 - This paper presents a novel non-destructive testing and health monitoring system using a network of tactile transducers and accelerometers for the condition assessment and damage classification of foundation piles and utility poles. While in traditional pile integrity testing an impact hammer with broadband frequency excitation is typically used, the proposed testing system utilizes an innovative excitation system based on a network of tactile transducers to induce controlled narrow-band frequency stress waves. Thereby, the simultaneous excitation of multiple stress wave types and modes is avoided (or at least reduced), and targeted wave forms can be generated. The new testing system enables the testing and monitoring of foundation piles and utility poles where the top is inaccessible, making the new testing system suitable, for example, for the condition assessment of pile structures with obstructed heads and of poles with live wires. For system validation, the new system was experimentally tested on nine timber and concrete poles that were inflicted with several types of damage. The tactile transducers were excited with continuous sine wave signals of 1 kHz frequency. Support vector machines were employed together with advanced signal processing algorithms to distinguish recorded stress wave signals from pole structures with different types of damage. The results show that using fast Fourier transform signals, combined with principal component analysis as the input feature vector for support vector machine (SVM) classifiers with different kernel functions, can achieve damage classification with accuracies of 92.5% ± 7.5%. KW - Structural Health Monitoring KW - Non-Destructive Testing KW - Sensor network KW - Support vector machine KW - Utility poles PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-434868 UR - http://www.mdpi.com/1424-8220/17/12/2938 DO - https://doi.org/10.3390/s17122938 SN - 1424-8220 VL - 17 IS - 12 SP - Article 2938, 1 EP - 16 PB - MDPI CY - Basel, Schweiz AN - OPUS4-43486 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stengel, Dominik A1 - Thiele, K. T1 - Measurements of downburst wind loading acting on an overhead transmission line in Northern Germany N2 - Along an overhead transmission line in Northern Germany, a unique instrumentation of anemometers and force measurements is installed. Details of this test line with wind measurements along a horizontal axis are given. A recent event of a presumable downburst wind event is analyzed by means of available data and precedent works on thunderstorm analysis. The measured response of the conductors at the suspension tower is investigated and compared with time domain simulation of a finite element model. T2 - X International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2017 CY - Rome, Italy DA - 10.09.2017 KW - Non-synoptic wind event KW - Downburst KW - Overhead transmission line KW - Finite element method PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-421239 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.578 SN - 1877-7058 VL - 199 IS - Supplement C SP - 3152 EP - 3157 PB - Elsevier AN - OPUS4-42123 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz T1 - Mitigation of railway induced vibration at the track, in the transmission path through the soil and at the building N2 - This contribution presents some principles and some examples of the mitigation of railway-induced ground vibrations. The principles are different for the mitigation measures at the track, in the soil or at the building. Force transfer functions of isolated and un-isolated track-soil systems, reflected and transmitted wave amplitudes at walls and trenches in the soil, and the transfer of the (free-field) vibration amplitudes to the foundation amplitudes of the building are analysed. The mitigation effect can be calculated by exact or simplified formulas. Some examples with 3D (finite-element boundary-element), 2D (beam-on-support), and 1D track models, 2D and 1D soil models, detailed 3D building models and finite or infinite 1D wall-floor models are investigated to find out if simple models can be used for a satisfactory prediction of the mitigation effect. The 1D track examples show that the force transfer of the track without vehicle can be exactly calculated, whereas the total force transfer can be calculated approximately if appropriate wheelset masses per track length are used for the isolated and the un-isolated track. The mitigation effect of a filled trench is calculated by a 2D finite element model and the results compare with simple transmission formula if the stiffness per area rather than the wave impedances are used for the infill material. The base isolation of a building is analysed by a detailed 3D model and the results are similar to the analytic results of a single wall with floors on the soil. Other reduction measures as different floor and column dimensions are usually less effective so that the clearly best mitigation solution at a building is a partly or a complete base isolation. T2 - X INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL DYNAMICS (EURODYN 2017) KW - Mitigation KW - Soil-building interaction KW - Base isolation KW - Ground vibration PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-420869 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.192 SN - 1877-7058 VL - 199 SP - 2312 EP - 2317 PB - Elsevier CY - London AN - OPUS4-42086 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Auersch, Lutz A1 - Said, Samir A1 - Müller, Roger T1 - Measurements on the vehicle-track interaction and the excitation of railway-induced ground vibration N2 - Two railway measurement campaigns have been performed in Germany and Switzerland which yield insight in the vehicle-track-soil interaction. The campaign in Germany has included simultaneous measurement of vehicle, track, and soil vibrations during train runs with 16, 25, 40, 63, 80, 100, 125, 140, 160 km/h, and impulse measurements of the passenger car, three track sections and the soil. Two ballast tracks, one on the soil surface and one on a concrete bridge, have been investigated as well as a slab track in a tunnel. Ten different sites in Switzerland have been measured for soil properties and train-induced ground vibrations, which allow to determine the excitation forces of the railway traffic. New axle-box measurements at some of the Swiss sites have been analysed to get further experimental evidence. All these measurements have been evaluated to characterize the excitation processes. Relations between vehicle vibration and ground vibration can be observed. The vehicle vibrations, namely the accelerations of the wheelsets, yield the dynamic forces due to the passage over the irregularities of the vehicle and the track. The ground vibrations are correlated to these dynamic forces to a certain extent. Some mid-frequency ground vibration amplitudes, however, are higher than expected from the dynamic excitation forces. The experimental observations can be explained by an irregular response to the passage of the static loads, that means the passage of the static loads over an irregular ballast or soil. This correct understanding of the excitation processes is important for the prediction as well as for the mitigation of railway induced ground vibrations. T2 - X INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL DYNAMICS (EURODYN 2017) KW - Vehicle-track interaction KW - Ground vibration KW - Track vibration KW - Railway measurement campaign KW - Axle box measurements PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-420889 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.390 SN - 1877-7058 VL - 199 SP - 2615 EP - 2620 PB - Elsevier CY - London AN - OPUS4-42088 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pohl, Rainer A1 - Casperson, Ralf A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Müller, Jan A1 - Pelkner, Matthias T1 - Gegenüberstellung von Wirbelstromprüfung und aktiver Thermografie an CFK-Versuchskörpern N2 - In vielen Bereichen der Technik haben Konstruktionen unter Einsatz von CFK-Bauteilen und Komponenten die klassischen Metalle abgelöst. Die zerstörungsfreie Prüfung solcher CFK-Bauteile gewinnt somit zunehmend an Bedeutung. Ein mögliches Prüfverfahren ist dabei die Wirbelstromprüfung. Aufgrund der relativ geringen elektrischen Leitfähigkeit von CFK-Komponenten kommt hierbei häufig die sogenannte HF-Wirbelstromprüfung zum Einsatz. In verschiedenen Untersuchungen der BAM konnten jedoch auch mit Wirbelstromprüfsystemen in niedrigen Frequenzbereichen gute Ergebnisse erzielt werden. Um die Möglichkeiten und Grenzen dieser konventionellen Wirbelstromprüfung auszuloten, wurden Messungen an Versuchskörpern durchgeführt, welche bereits bei der Validierung der Blitz- und Lock-in-Thermografie für neue Verfahrensnormen erfolgreich eingesetzt wurden. Ein Typ dieser Versuchskörper sind Flachproben aus CFK von 6 mm Dicke. In diesen wurden Flachbodenbohrungen mit Durchmessern zwischen 4 mm und 24 mm eingebracht. Die Restwandstärken liegen zwischen 0,06 mm und 3,66 mm. Ein weiterer CFK-Versuchskörper hat die Geometrie eines Stufenkeiles. Bei verschiedenen Stufenkeilen sind Wanddicken zwischen 1,4 mm und 5,4 mm realisiert worden. In diesen wurden künstliche quadratische Delaminationen mit Kantenlängen zwischen 2 mm und 20 mm eingebracht. Die Ergebnisse der Wirbelstromprüfung werden denen der aktiven Thermografie gegenübergestellt. Zur Nachbildung von Kompositwerkstoffen wurden die flachen Versuchskörper mit geeigneten Versuchskörpern aus Aluminium und Stahl kombiniert. Die Wirbelstromprüfungen wurden mit einem handelsüblichen Prüfgerät im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 3 MHz und entsprechend angepassten Sensoren durchgeführt. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Wirbelstromprüfung KW - Aktive Thermografie KW - CFK PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-403607 SN - 978-3-940283-85-6 VL - 162 SP - 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-40360 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija A1 - Kanzler, D. A1 - Pavlovic, Mato A1 - Holstein, R. T1 - Aktueller Stand der Diskussion zur Zuverlässigkeit der ZfP und den menschlichen Faktoren N2 - Dass die Zuverlässigkeit der ZfP eine sehr wichtige Rolle bei der Bewertung sicherheitsrelevanter Systeme spielt, ist bekannt. Laut dem modularen Zuverlässigkeitsmodell für zerstörungsfreie Prüfprozesse hängt die Zuverlässigkeit von der innewohnenden (physikalisch-technischen) Fähigkeit der Prüfsystems, den Anwendungsparametern, den menschlichen Faktoren und dem organisatorischen Kontext ab. Seit Einführung des Modells während des ersten Workshops zur Zuverlässigkeit der ZfP (European-American Workshop on Reliability of NDE) wurde das Modell in weiteren fünf Workshops stetig weiterentwickelt, diskutiert und an den Stand der Wissenschaft angepasst. Das Ziel dieser Publikation ist es, den aktuellen Stand der Diskussion und die neusten Fragestellungen der internationalen Zuverlässigkeitsgemeinschaft vorzustellen. Im Einzelnen werden die Entwicklung fortgeschrittener Modelle zur Bewertung der Probability of Detection (POD), Bewertungsansätze im Bereich Structural Health Monitoring und Fragestellungen zu den menschlichen Faktoren dargestellt. Besonderer Wert wurde sowohl auf die Entwicklung, als auch auf die Anwendung der Ansätze in der industriellen Praxis gelegt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zuverlässigkeit KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Probability of detection KW - Human factors KW - Reliability PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404861 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP-Berichtsband BB 162 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-40486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mitzscherling, Steffen A1 - Barth, Enrico A1 - Götschel, S. A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Weiser, M. T1 - Verbesserung und Qualifizierung der Ultraschallprüfung von Mischnähten im Primärkreis von KKW N2 - Die im Primärkreislauf von Kernkraftwerken anzutreffenden austenitischen Schweiß- und Mischnähte sind nicht nur extrem sicherheitsrelevant, sondern stellen auch sehr hohe Anforderungen an die Materialprüfung. Neben der eingeschränkten Zugänglichkeit ist das makroskopische Gefüge der Schweißnaht für die Prüfung mit Ultraschall von höchster Bedeutung. Um Materialfehler zuverlässig in Position und Größe bestimmen zu können, müssen die Kornorientierungen und die elastischen Konstanten des anisotropen Schweißnahtgefüges bekannt sein. Für die bildgebende Darstellung möglicher Materialfehler kommen folgende Arbeitsschritte zum Einsatz: Zunächst wird die Schweißnaht durchschallt, um mit einem inversen Verfahren wichtige Schweißnahtparameter wie beispielsweise die Kornorientierung bestimmen zu können. Auf der Basis dieser Parameter werden im nächsten Schritt die Schallwege mittels Raytracing (RT) simuliert. Zuletzt werden dieser RT-Simulation die Messdaten (A-Scans) von verschiedenen Sender- und Empfängerpositionen zugeordnet und nach der SAFT-Methode (Synthetic Aperature Focusing Technique) zeitaufgelöst überlagert. Die Kombination aus inversem Verfahren, RT und SAFT gewährleistet auch in anisotropen Werkstoffen eine ortsrichtige Visualisierung der Fehler. Wir erläutern diese drei Verfahren und stellen die Prüfanordnung von Prüfkörpern mit künstlichen Testfehlern vor. Messdaten sowie deren Auswertung werden mit den Ergebnissen einer CIVA-Simulation verglichen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - SAFT KW - Schweißnaht KW - Austenit PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404329 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP BB 162 SP - P16, 1 EP - 8 AN - OPUS4-40432 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tatzel, Michael A1 - von Blanckenburg, F. A1 - Oelze, M. A1 - Bouchez, J. A1 - Hippler, D. T1 - Late Neoproterozoic seawater oxygenation by siliceous sponges N2 - The Cambrian explosion, the rapid appearance of most animal phyla in the geological record, occurred concurrently with bottom seawater oxygenation. Whether this oxygenation Event was triggered through enhanced nutrient supply and organic carbon burial forced by increased continental weathering, or by species engaging in ecosystem engineering, remains a fundamental yet unresolved question. Here we provide evidence for several simultaneous developments that took place over the Ediacaran–Cambrian transition: expansion of siliceous sponges, decrease of the dissolved organic carbon pool, enhanced organic carbon burial, increased phosphorus removal and seawater oxygenation. This evidence is based on Silicon and carbon stable isotopes, Ge/Si ratios, REE-geochemistry and redox-sensitive elements in a chert-shale succession from the Yangtze Platform, China. According to this reconstruction, sponges have initiated seawater oxygenation by redistributing organic carbon oxidation through filtering suspended organic matter from seawater. The resulting increase in dissolved oxygen levels potentially triggered the diversification of eumetazoans. KW - Oxygenation KW - Carbon cycle KW - Silicon stable isotopes PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-422339 DO - https://doi.org/10.1038/s41467-017-00586-5 SN - 2041-1723 VL - 8 SP - Article 621, 1 EP - 10 AN - OPUS4-42233 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Laquai, René A1 - Müller, Bernd R. A1 - Nellesen, J. A1 - Hentschel, M.P. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Tillmann, W. T1 - Synchrotron-Refraktion mit in-situ Zugbelastung zur Charakterisierung der Schadensentwicklung in Metall-Matrix- Kompositen N2 - Die Synchrotron-Refraktions-Topographie basiert auf der Brechung von Röntgenstrahlung an den Grenzflächen zwischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex. Refraktionseffekte verändern die Ausbreitungsrichtung der Röntgenstrahlung, welche mit Hilfe der Methode des Analyser-Based Imaging analysiert wird. Dabei wird ein Silizium-Einkristall im Strahlengang zwischen Probe und Detektor platziert. Dieser Analysator-Kristall filtert, innerhalb seiner Streuebene, die Röntgenstrahlung gemäß ihrer Ausbreitungsrichtung. Durch das Rastern verschiedener Winkelpositionen des Analysator-Kristalls erhält man das Winkelspektrum der von der Probe gebrochenen Strahlung. Aus dieser Rocking Curve lässt sich die spezifische innere Oberfläche der Probe bestimmen. Diese Information wird über einen 2D-Detektor mit einer nominellen Pixelgröße von 3,6 μm gewonnen. Die Installation einer Zugprüfmaschine ermöglicht es die Proben in verschiedenen Lastzuständen insitu zu untersuchen. Damit ist es möglich die spezifische innere Oberfläche in Abhängigkeit der Last darzustellen und so Schädigungsmechanismen abzuleiten. Der Vorteil bei der Ausnutzung des Refraktionseffekts gegenüber der einfachen Durchstrahlung ist die höhere Sensitivität gegenüber Defekten mit geringem Volumen aber großer Oberfläche. Somit werden auch Mikrorisse und, speziell bei Kompositen, die Enthaftung zwischen Matrix und Verstärkung (Partikel, Fasern) erfasst. In dieser Studie wurden Metall-Matrix-Komposite bestehend aus einer Aluminium-Matrix verstärkt mit Aluminiumoxid-Partikeln untersucht. Hierzu wurden knochenförmige Zugproben präpariert, deren Messlänge einen rechteckigen Querschnitt von 1,7 mm × 1,3 mm aufwies. Die Proben wurden einem Zugversuch unterzogen, welcher in Intervallen unterbrochen wurde. Bei jeder Unterbrechung wurde unter quasi-statischer Last die Rocking Curve gemessen und ein Radiogramm der spezifischen inneren Oberflächen berechnet. Dabei konnte ab dem Erreichen einer Last von ca. 600 N ein Anstieg der spezifischen inneren Oberfläche beobachtet werden. Demgegenüber zeigen die zum Vergleich durchgeführten Durchstrahlungsaufnahmen keinerlei Defekte. Daher belegt diese Untersuchung das Potential der Refraktion-Topographie zur frühzeitigen Erkennung von Schädigungen mit hoher Empfindlichkeit. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Metall-Matrix-Komposite KW - Schadensentwicklung KW - Röntgen-Refraktions-Radiographie KW - In-situ Zugbelastung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-405794 SN - 978-3-940283-85-6 SP - 1 EP - 7 PB - DGZfP AN - OPUS4-40579 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfeiffer, F. A1 - Bagyan, I. A1 - Alfaro Espinoza, Gabriela A1 - Zamora-Lagos, M.-A. A1 - Habermann, B. A1 - Marin-Sanguino, A. A1 - Oesterhelt, D. A1 - Kunte, Hans-Jörg T1 - Revision and reannotation of the Halomonas elongata DSM 2581(T) genome N2 - The genome of the Halomonas elongata type strain DSM 2581, an industrial producer, was reevaluated using the Illumina HiSeq2500 technology. To resolve duplication-associated ambiguities, PCR products were generated and sequenced. Outside of duplications, 72 sequence corrections were required, of which 24 were point mutations and 48 were indels of one or few bases. Most of these were associated with polynucleotide stretches (poly-T stretch overestimated in 19 cases, poly-C underestimated in 15 cases). These problems may be attributed to using 454 technology for original Genome sequencing. On average, the original genome sequence had only one error in 56 kb. There were 23 frameshift error corrections in the 29 protein-coding genes affected by sequence revision. The genome has been subjected to major reannotation in order to substantially increase the annotation quality. KW - Frameshift KW - Genome annotation KW - Genome sequencing KW - Halomonas elongata KW - Halophilic bacteria KW - Sequence revision PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-403292 DO - https://doi.org/10.1002/mbo3.465 SN - 2045-8827 VL - 6 IS - 4 SP - Article e465, 1 EP - 6 PB - Wiley AN - OPUS4-40329 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Guehrs, E. A1 - Schneider, M. A1 - Günther, Ch. M. A1 - Hessing, P. A1 - Heitz, K. A1 - Wittke, D. A1 - López-Serrano Oliver, Ana A1 - Jakubowski, Norbert A1 - Plendl, J. A1 - Eisebitt, S. A1 - Haase, A. T1 - Quantification of silver nanoparticle uptake and distribution within individual human macrophages by FIB/SEM slice and view N2 - Quantification of nanoparticle (NP) uptake in cells or tissues is very important for safety assessment. Often, electron microscopy based approaches are used for this purpose, which allow imaging at very high resolution. However, precise quantification of NP numbers in cells and tissues remains challenging. The aim of this study was to present a novel approach, that combines precise quantification of NPs in individual cells together with high resolution imaging of their intracellular distribution based on focused ion beam/ scanning electron microscopy (FIB/SEM) slice and view approaches. KW - Nanoparticles KW - FIB/SEM slice and view KW - Absolute dose KW - Cellular internalization KW - Macrophage PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-400626 DO - https://doi.org/10.1186/s12951-017-0255-8 SN - 1477-3155 VL - 15 SP - Article 21, 1 EP - 11 AN - OPUS4-40062 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rabe, Sebastian A1 - Chuenban, Yuttapong A1 - Schartel, Bernhard T1 - Exploring the Modes of Action of Phosphorus-Based Flame Retardants in Polymeric Systems N2 - Phosphorus-based flame retardants were incorporated into different, easily preparable matrices, such as polymeric thermoset resins and paraffin as a proposed model for polyolefins and investigated for their flame retardancy performance. The favored mode of action of each flame retardant was identified in each respective system and at each respective concentration. Thermogravimetric analysis was used in combination with infrared spectroscopy of the evolved gas to determine the pyrolysis behavior, residue formation and the release of phosphorus species. Forced flaming tests in the cone calorimeter provided insight into burning behavior and macroscopic residue effects. The results were put into relation to the phosphorus content to reveal correlations between phosphorus concentration in the gas phase and flame inhibition performance, as well as phosphorus concentration in the residue and condensed phase activity. Total heat evolved (fire load) and peak heat release rate were calculated based on changes in the effective heat of combustion and residue, and then compared with the measured values to address the modes of action of the flame retardants quantitatively. The quantification of flame inhibition, charring, and the protective layer effect measure the non-linear flame retardancy effects as functions of the phosphorus concentration. Overall, this screening approach using easily preparable polymer systems provides great insight into the effect of phosphorus in different flame retarded polymers, with regard to polymer structure, phosphorus concentration, and phosphorus species. KW - Flame retardants KW - Flame inhibition KW - Cone calorimeter KW - Aluminum diethyl phosphinate KW - Polyester KW - PMMA KW - Epoxy resin KW - Red phosphorus KW - BDP PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-402731 DO - https://doi.org/10.3390/ma10050455 SN - 1996-1944 VL - 10 IS - 5 SP - 455, 1 EP - 455, 23 PB - MDPI AN - OPUS4-40273 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Pittner, Andreas A1 - Fabry, Çağtay T1 - Abschlussbericht IGF 17.923 N: "Sensorgestütztes MSG-Engspaltschweißen von Feinkornstählen mit modifizierter Prozessführung im Dickblechbereich" N2 - Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse zeigen konkrete technische Lösungen für die automatisierte Anwendung des MSG Engspaltschweißen, sowohl mittels optischer als auch prozessorientierter Sensorik, und sprechen damit ein breites Spektrum möglicher Anwender, insbesondere KMU, an. Die Seitenführung des Brenners auf Basis der optischen Messgrößen stellt eine robuste und einfach zu implementierende Möglichkeit zur Nahtverfolgung dar. Für die Höhenführung über der Schweißnaht wurde neben der Lösung mittels optischer Messverfahren zusätzlich eine direkt darauf aufbauende Möglichkeit zur Implementierung eines Lichtbogensensors abgeleitet. Das Vorgehen konnte sowohl für Sprühlichtbogenprozesse als auch bei Verwendung von Impulslichtbogenprozessen erfolgreich angewendet werden. Die zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Flankeneinbrandes entwickelte Pendelregelung ist ebenfalls für unterschiedliche Lichtbogenarten einsetzbar und muss vom Anwender auch beim Einsatz einer großen Bandbreite unterschiedlicher Prozessparameter nahezu nicht konfiguriert werden. Neben der im Rahmen der Verfahrensprüfung untersuchten Pendelraupentechnik konnte die Übertragbarkeit des Vorgehens auch auf die Strichraupentechnik anhand von gezielten Schweißversuchen aufgezeigt werden. Die zunächst auf Basis der optischen Messwerte ausgelegte Füllgradregelung konnte die vorgesehenen Spaltvariationen von 18 bis 24 mm im Rahmen der durchgeführten Verfahrensprüfung ausgleichen. Die Ableitung eines äquivalenten Lichtbogensensors durch Kopplung beider Messprinzipien wurde am Laufzeitende des Vorhabens aufgezeigt, konnte jedoch durch zeitliche Beschränkung nicht für die Verfahrensprüfung berücksichtigt werden. In Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurde die Entwicklung der Prozessregelung für das Vorhaben auf Schweißungen in Wannenlage und Grundwerkstoffe der Güte S355J2 beschränkt. Die Qualifizierung des Verfahrens unter Einsatz der beschriebenen Regelalgorithmen nach DIN EN ISO 15614-1 konnte für alle betrachteten Spaltbreiten zwischen 18 und 24 mm anhand einer 50 mm dicken Demonstratorprobe nachgewiesen werden. KW - Schutzgasschweißen KW - MSG-Engspaltschweißen KW - Prozesssteuerung KW - Lichtbogensensorik KW - Prozessregelung KW - GMAW KW - Narrow gap GMAW KW - GMAW control KW - Arc-sensing PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390934 SP - 1 EP - 38 AN - OPUS4-39093 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Luong, Thi Mai Hoa A1 - Zabel, V. A1 - Lorenz, W. A1 - Rohrmann, R.G. T1 - Non-destructive assessment of the axial stress state in iron and steel truss structures by dynamic measurements N2 - This paper is concerned with the inverse identification of the stress state in axially loaded slender members of iron and steel truss structures using measured dynamic data. A methodology is proposed based on the finite element model updating coupled with nature-inspired optimization techniques, in particular the particle swarm optimization. The numerical model of truss structures is calibrated using natural frequencies and mode shapes from vibration tests, as well as additional information of the axial forces in selected truss members based on the experimentally identified modal parameters. The results of the identification are the axial forces or corresponding stresses in truss structures and the joint rigidity in relation to pinned and rigid conditions. Attention is given to several examined aspects, including the effects of the axial tensile and compressive forces on the dynamic responses of trusses, mode pairing criteria, as well as modeling assumptions of joints and the use of a joint rigidity parameter. Considering the pairing of modes, it is performed by adapting an enhanced modal assurance criterion that allows the selection of desired clusters of degrees-of-freedom. Thus, information extracted from the measurements related to specific modes is utilized in a more beneficial way. For modeling of joints, the numerical model of a truss structure includes rotational springs of variable stiffness to represent semi-rigid connections. Moreover, a fixity factor is introduced for practical estimation of the joint flexibility. The effectiveness of the proposed methodology is demonstrated by case studies involving simulated and laboratory experimental data. T2 - X International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2017 DA - 10.09.2017 KW - Axial force KW - Dynamic test KW - Model updating KW - Optimization technique KW - Truss structures KW - Modal parameters PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-419311 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.447 SN - 1877-7058 VL - 199 SP - 3380 EP - 3385 PB - Elsevier AN - OPUS4-41931 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wiedensohler, A. A1 - Wiesner, A. A1 - Weinhold, K. A1 - Birmili, W. A1 - Herrmann, M. A1 - Merkel, M. A1 - Müller, T. A1 - Pfeifer, S. A1 - Schmidt, A. A1 - Tuch, T. A1 - Velarde, F. A1 - Quincey, P. A1 - Seeger, Stefan A1 - Nowak, A. T1 - Mobility particle size spectrometers: Calibration procedures and measurement uncertainties N2 - Mobility particle size spectrometers (MPSS) belong to the essential instruments in aerosol science that determine the particle number size distribution (PNSD)in the submicrometer size range. Following calibration procedures and target uncertainties against standards and reference instruments are suggested for a complete MPSS quality assurance program: a) calibration of the CPC counting efficiency curve (within 5% for the plateau counting efficiency; within 1 nm for the 50% detection efficiency diameter), b) sizing calibration of the MPSS, using a certified polystyrene latex (PSL) particle size standard at 203 nm (within 3%), c) intercomparison of the PNSD of the MPSS (within 10% and 20% of the dN/dlogDP concentration for the particle size range 20 – 200 nm and 200 to 800 nm, respectively), and d) intercomparison of the integral PNC of the MPSS (within 10%). Furthermore, following measurement uncertainties have been investigated: a) PSL particle size standards in the range from 100-500nm match within 1% after sizing calibration at 203 nm. b) Bipolar diffusion chargers based on the radioactive nuclides Kr85, Am241 and Ni63 and a new ionizer based on corona discharge follow the recommended bipolar charge distribution, while soft X-ray-based charges may alter faster than expected. c) The use of a positive high voltage supply show a 10% better performance than a negative one. d) The intercomparison of the integral PNC of an MPSS against the total number concentration is still within the target uncertainty at an ambient pressure of approximately 500 hPa. KW - Measurement uncertainties KW - Mobility particle size spectrometer (MPPS) KW - Condensation particle counter (CPC) KW - Calibration PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-425060 DO - https://doi.org/10.1080/02786826.2017.1387229 SN - 1521-7388 VL - 52 IS - 2 SP - 146 EP - 164 PB - Tailor & Francis CY - USA AN - OPUS4-42506 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Swaraj, S. A1 - Dietrich, Paul A1 - Unger, Wolfgang T1 - Simultaneous surface and bulk sensitive XAS measurements of magnetic particle clusters N2 - Magnetic iron oxide nanoparticle clusters (mnpc) coated with organic stabilizers were investigated using scanning transmission x-ray microscopy (STXM). Simultaneous surface and bulk sensitive Fe L3 edge absorption spectra, obtained using a photomultiplier tube and a channeltron, were used to detect subtle changes in the oxidation state in the surface and bulk of Iron Oxide mnpc. The effectiveness of this mode of STXM operation is demonstrated for These nanoparticle clusters. T2 - X-Ray Microscopy Conference 2016 (XRM 2016) CY - Oxford, UK DA - 15.08.2016 KW - Scanning transmission x-ray microscopy (STXM) KW - Magnetic nanoparticles KW - Fe L3 edge absorption spectra PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-435907 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/849/1/012014/meta DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/849/1/012014 VL - 849 SP - 012014, 1 EP - 012014, 4 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-43590 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Lehmann, Jens A1 - Burkert, Andreas T1 - KorroPad - Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von Oberflächen nichtrostender Stähle N2 - Mit dem KorroPad Verfahren ist es dem Anwender möglich den Zustand der Passivschicht nichtrostender Stähle auf sehr einfache und schnelle Weise einschätzen zu können. Das Verfahren eignet sich dazu, den Grad der Passivität in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen und der Zeit nachzuvollziehen. Dies ermöglicht dem Anwender und Verarbeiter von nichtrostenden Stählen, die Lagerungsbedingungen und -zeiten einer frisch bearbeiteten Stahloberfläche zu ermitteln, welche für die Ausbildung einer stabilen Passivschicht notwendig sind, bevor diese risikoarm eingesetzt werden kann. Wie die hier dargestellten Beispiele und auch weitere zahlreiche praktische Anwendungen gezeigt haben, eignet sich das KorroPad ebenfalls für die Identifikation kritischer Prozessparameter bei der Verarbeitung nichtrostender Stähle. Mit dem Verfahren lassen sich viele rozessbedingte Einflussfaktoren auf die Oberflächengüte wie auch auf den Werkstoff charakterisieren. Aufgrund der schnellen und einfachen Auswertung der Prüfergebnisse können positive wie auch negative Veränderungen hinsichtlich der Passivschichtstabilität zügig erkannt werden. Dies ermöglicht es dem Anwender schnell zu reagieren, um kritische Einflüsse zu korrigieren und um eine Optimierung von Inhouse-Prozessen durchzuführen. Weitere Einsatzgebiete sind im Bereich der Wareneingangs- und/oder Warenausgangskontrolle denkbar, überall wo es um die Frage der Passivschichtstabilität einer nichtrostenden Stahloberfläche geht. KW - Korrosionstest KW - nichtrostender Stahl KW - Edelstahl Rostfrei PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-397049 UR - http://www.ndt.net/article/dgzfp-bau-2016/papers/16.pdf SN - 1435-4934 VL - 22 IS - 4 SP - Artikel 16 PB - NDT.net CY - Bad Breising AN - OPUS4-39704 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -