TY - JOUR A1 - Jiang, Shan A1 - Wang, T. A1 - Behren, S. A1 - Westerlind, U. A1 - Gawlitza, Kornelia A1 - Persson, J. L. A1 - Rurack, Knut T1 - Sialyl-Tn Antigen-Imprinted Dual Fluorescent Core–Shell Nanoparticles for Ratiometric Sialyl-Tn Antigen Detection and Dual-Color Labeling of Cancer Cells N2 - Sialyl-Tn (STn or sialyl-Thomsen-nouveau) is a carbohydrate antigen expressed by more than 80% of human carcinomas. We here report a strategy for ratiometric STn detection and dual-color cancer cell labeling, particularly, by molecularly imprinted polymers (MIPs). Imprinting was based on spectroscopic studies of a urea-containing green-fluorescent monomer 1 and STn-Thr-Na (sodium salt of Neu5Acα2-6GalNAcα-O-Thr). A few-nanometer-thin green-fluorescent polymer shell, in which STn-Thr-Na was imprinted with 1, other comonomers, and a cross-linker, was synthesized from the surface of red-emissive carbon nanodot (R-CND)-doped silica nanoparticles, resulting in dual fluorescent STn-MIPs. Dual-color labeling of cancer cells was achieved since both red and green emissions were detected in two separate channels of the microscope and an improved accuracy was obtained in comparison with single-signal MIPs. The flow cytometric cell analysis showed that the binding of STn-MIPs was significantly higher (p < 0.001) than that of non-imprinted polymer (NIP) control particles within the same cell line, allowing to distinguish populations. Based on the modularity of the luminescent core–fluorescent MIP shell architecture, the concept can be transferred in a straightforward manner to other target analytes. KW - Cancer KW - Core−shell particles KW - Dual-color labeling glycan KW - Molecular imprinting PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-563106 DO - https://doi.org/10.1021/acsanm.2c03252 SP - 1 EP - 14 PB - ACS Publications AN - OPUS4-56310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Burnage, Samual A1 - Bell, Jérémy A1 - Wan, Wei A1 - Kislenko, Evgeniia A1 - Rurack, Knut T1 - Combining a hybrid chip and tube microfluidic system with fluorescent molecularly imprinted polymer (MIP) core–shell particles for the derivatisation, extraction, and detection of peptides with N-terminating phosphorylated tyrosine N2 - The reliable identification and quantitation of phosphorylated amino acids, peptides and proteins is one of the key challenges in contemporary bioanalytical research, an area of particular interest when attempting to diagnose and treat diseases at an early stage. We have developed a synthetic probe for targeting phosphorylated amino acids, based on core–shell submicron-sized particles consisting of a silica core, coated with a molecularly imprinted polymer (MIP) shell. The MIP layer contains a fluorescent probe crosslinker which binds selectively to phosphorylated tyrosine (pY) moieties with a significant imprinting factor (IF) and responds with a "light-up” fluorescence signal. The bead-based ratiometric detection scheme has been successfully transferred to a microfluidic chip format and its applicability to rapid assays has been exemplarily shown by discriminating a pY-terminating oligopeptide against its nonphosphorylated counterpart. Such miniaturised devices could lead to an automated pY or pY N-terminated peptide measurement system in the future. The setup combines a modular microfluidic system for amino acid derivatisation, extraction (by micropillar co-flow) and selective adsorption and detection with the fluorescent MIP core–shell particle probes. A miniaturised optical assembly for low-light fluorescence measurements was also developed, based on miniaturised opto-electronic parts and optical fibres. The emission from the MIP particles upon binding of pY or pY N-terminated peptides could be monitored in real-time. KW - Microfluidics KW - Molecularly imprinted polymers KW - Phosphorylated peptides KW - Fluorescence KW - Core-shell particles PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-569204 DO - https://doi.org/10.1039/d2lc00955b SN - 1473-0197 VL - 23 IS - 3 SP - 466 EP - 474 PB - Royal Society of Chemistry CY - Cambridge AN - OPUS4-56920 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Garrido, E. A1 - Hernández-Sigüenza, G. A1 - Climent, Estela A1 - Marcos, M. D. A1 - Rurack, Knut A1 - Gaviña, P. A1 - Parra, M. A1 - Sancenón, F. A1 - Martí-Centelles, V. A1 - Martínez-Máñez, R. T1 - Strip-based lateral flow-type indicator displacement assay for γ-hydroxybutyric acid (GHB) detection in beverages N2 - The use of gamma-hydroxybutyric acid (GHB) in drug-facilitated sexual assault has increased due to its availability and high solubility in aqueous solutions and alcoholic beverages, necessitating the development of rapid methods for GHB detection. In this respect, portable testing methods for use in the field, based on lateral flow assays (LFAs) and capable of detecting trace concentrations of target analytes, are particularly attractive and hold enormous potential for the detection of illicit drugs. Using this strategy, here we report a rapid, low cost, easy-to-handle strip-based LFA for GHB analysis employing a smartphone for fluorescence readout. At molecular signalling level, the ensemble is based on a Cu2+ complex with a tetradentate ligand and the fluorescent dye coumarin 343, which indicate GHB through an indicator displacement assay (IDA) in aqueous solution. When incorporated in a LFA-based strip test this system shows a detection limit as low as 0.03 μM for GHB in MES buffer solution and is able to detect GHB at concentrations of 0.1 μM in soft drinks and alcoholic beverages in only 1 min. KW - Indicator displacement assay KW - Gamma-hydroxybutyric acid KW - Lateral flow assay KW - Test strip KW - Fluorescent dyes KW - Smartphone readout PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-564631 DO - https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.133043 SN - 0925-4005 VL - 377 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-56463 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Theiner, S. A1 - Corte Rodriguez, M. A1 - Traub, Heike ED - Golloch, A. T1 - Novel applications of lanthanoids as analytical or diagnostic tools in the life sciences by ICP-MS based techniques N2 - Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) is a well-established analytical method offering high sensitivity and multi-element analysis. ICP-MS has found acceptance in various application areas ranging from material analysis to applications in the life sciences. Within the last 15 years new strategies for the sensitive detection and accurate quantification of biomolecules in complex biomedical samples have been developed. Recent instrumental improvements have contributed to this progress. As most of the biomolecules do not contain endogenous metals etectable with ICP-MS, bioconjugation with artificial metal-containing tags based on metal-loaded chelate complexes or nanoparticles is increasingly applied to determine biomolecules indirectly. Especially, the combination of immunohistochemical workflows using lanthanoid-tagged antibodies and ICP-MS detection provides new insights in the complexity and interdependency of cellular processes. Single-cell ICP-MS, also termed as mass cytometry, allows high-dimensional analysis of biomarkers in cell populations at single-cell resolution. For that purpose, lanthanoid isotope labelled antibodies are used to detect their corresponding target molecules. The visualisation of the elemental distribution is possible with laser ablation ICP-MS (LA-ICPMS) at high spatial resolution. Especially, the combination of LA with ICP time-of-flight mass spectrometry, also referred to as imaging mass cytometry (IMC), opens new possibilities for multiparametric tissue imaging at the single-cell level and even below. The lanthanoid localisation and concentration can be linked to their conjugated antibody target providing valuable information about surface markers, intracellular signalling molecules to measure biological function, and the network state of an individual cell in a tissue. This book chapter focuses on new applications, where the multi-element capabilities of ICP-MS are used for the detection of lanthanoids applied as artificial elemental stains or tags for biomolecules and in particular antibodies. KW - ICP-MS KW - Laser ablation KW - Cell KW - Antibody KW - Immunohistochemistry KW - Lanthanoid KW - Mass cytometry KW - Imaging PY - 2022 SN - 978-3-11069-645-5 SN - 978-3-11069-636-3 DO - https://doi.org/10.1515/9783110696455-013 SP - 399 EP - 444 PB - De Gruyter CY - Berlin, Boston ET - 2. rev. and exten. edition AN - OPUS4-55118 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) technique as screening tool for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination in wastewater-based fertilizers N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of organofluorine surfactants used in the formulations of thousands of consumer goods, including aqueous film-forming foams (AFFF) used to suppress aviation fires in training scenarios, non-stick cookware, fast-food wrappers, water-repellent fabrics, medical equipment, and plastic and leather products. As a result of the perpetual use of PFAS containing products, effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) have been observed to be an important pathway for PFAS into the environment. In Germany, phosphorus and other nutrients from sewage sludge and wastewater should be recycled in WWTPs of cities with a large population. However, it is not clear if PFAS contamination from wastewater and sewage sludge end up in novel wastewater-based fertilizers. Normally, PFAS are analyzed using PFAS protocols typically with time-consuming extraction steps and LC-MS-MS quantification. However, for screening of PFAS contaminations in sewage sludge or wastewater-based fertilizers also passive sampler based on the Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) technique can be used for the PFAS extraction. Afterwards, combustion ion chromatography (CIC) can be applied to analyse the “total” amount of PFAS on the passive sampler. Here, we show results from the DGT method in comparison to those of the extractable organic fluorine (EOF) method for a variety of wastewater-based fertilizers. Additionally, we analysed the adsorption of PFAS on the weak anion exchanger (WAX) based DGT passive sampler binding layer by infrared and fluorine K-edge X-ray adsorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. T2 - SETAC Europe 2022 CY - Copenhagen, Denmark DA - 15.05.2022 KW - Passive sampling KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sewage sludge KW - Wastewater PY - 2022 AN - OPUS4-54883 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Braun, U. T1 - Detection of plastics in soil N2 - Soil acts as a final sink for pollutants. Microplastics from different sources such as plastic mulching, littering, compost, sewage sludge, sedimentary deposition, and tyre abrasion are expected to be found in soil. However, representative and comprehensive information is missing on the sources, transport, and fate. Therefore, a reliable analysis method for microplastics in soils needs to be developed. The presented work describes the development of a procedure for microplastics analysis in soils. A representative sampling based on the on-site conditions and a sample preparation method was established and comprised of a drying step, the separation of microplastic particles > 1 mm, and a density separation for particles < 1 mm. The detection of the large microplastic particles (> 1 mm) was conducted with Attenuated Total Reflection - Fourier Transform infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) , while Thermal Extraction Desorption - Gas Chromatography / Mass Spectrometry (TED-GC/MS) was applied for particles < 1 mm, gaining information on the type of polymer and mass fraction. Based on the established method, 14 environmental soil samples ? with different exposure of microplastics from agriculture, industrial sites, roads, and floods were investigated. Due to the arbitrary microplastic particle distribution among the samples for large microplastics, it was reasoned that the found particles were unrepresentative. In contrast, microplastic particles < 1 mm were discovered in a high mass in soil samples exposed to plastic mulching or fertilization with sewage sludge or compost (0 – 115 mg/kg). On average, microplastic contents detected in soil samples taken from a construction site and an inner-city lake were higher (13 – 238 mg/kg). As expected, microplastic content in soil sampled in proximity to roads was more pronounced in the upper soil layers. In contrast, very remote sampling sites, expectably uncontaminated, did not lead to the detection of microplastic regarding to thermoanalytical detection method. In a proof of concept experiment several in vivo and in vitro ecotoxicological tests were applied to evaluate the effect of microplastics (tyre abrasion, polystyrene containing hexabromocyclododecane) in natural soils. In summary, while no effects of the examined probes could be detected on higher levels of biological organization after exposures to earthworm E. andrei, significant changes in several oxidative stress related biomarkers were observed. T2 - SETAC Europe 2022 CY - Kopenhagen, Denmark DA - 15.05.2022 KW - Microplastic KW - TED-GC/MS KW - Soil PY - 2022 AN - OPUS4-55872 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altmann, Korinna T1 - Plastik in Böden: Mikroplastik-Ergebnisse N2 - In diesem Vortrag geht um die Vorstellung der Ergebnisse des UBA Projektes Plastik in Böden. Es werden Mikroplastik-Gehalte in verschiedenen Böden präsentiert. T2 - Fachgespräch "Plastik in Böden" CY - Online meeting DA - 28.03.2022 KW - Mikroplastik KW - Mikroplastik Böden KW - Mikroplastik-Analytik PY - 2022 AN - OPUS4-54648 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eisentraut, Paul T1 - Qualitätssicherung bei der Analyse von Mikroplastik per TED GC/MS N2 - Die Thermo Extraktion Desorption Gas Chromatograpie Massen Spektrometrie (TED-GC/MS) ist ein schnelles thermoanalytisches Verfahren zur Bestimmung von Gehalten an Mikroplastik (MP). Die Kombination aus teils schwerflüchtigen Analyten und Kältebrücken führt zu Memory-Effekten, denen u.a. durch häufige Blindwertmessungen begegnet werden muss. Reduzierte Probedurchsätze sind die Folge. Um Messergebnisse abzusichern und den Gerätestatus bei gleichzeitig hoher Messleistung überwachen zu können, wurde die sequentielle Standardmethode überarbeitet. T2 - Tagung der Wasserchemischen Gesellschaft 2022 CY - Online meeting DA - 23.05.2022 KW - Mikroplastik KW - Thermoanalytik KW - TED-GC/MS KW - Qualitätssicherung PY - 2022 AN - OPUS4-55087 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altmann, Korinna T1 - Harmonisation efforts of the CUSP projects N2 - The talk is about harmonisation approaches within CUSP. First the five H2020 projects for research on risk assessment regarding microplastics topic were presented. Secondly, harmonisation process were discussed. T2 - VAMAS SC 47 Meeting CY - Turin, Italy DA - 19.10.2022 KW - Microplastics KW - Harmonisation KW - Nanoplastics KW - H2020 KW - Risk assessment PY - 2022 AN - OPUS4-56077 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Musyanovych, A. T1 - Polymeric Capsules with VOCs for Controlled Emission N2 - Micro-(nano-)encapsulation technology involves building a barrier between the core and the environment and offers several benefits to preserve the functional and physicochemical properties of core material. Tremendous progress has been made in synthesizing well-defined capsules to achieve desired properties such as particle size, chemical composition, and controlled release of loaded compounds. Encapsulation of volatile organic compounds (VOCs) that could evaporate with a defined rate is of immense interest for application in emission reference materials (ERM). These are urgently needed for quality assurance and quality control purposes (QA/QC) required by test standards for the determination of chemical emissions of construction and other materials for interior use. As such ERMs are hardly available on the market, the EU-funded EMPIR project MetrIAQ was started to fill this gap by developing a material with temporally constant emission of VOCs typically found in indoor air. T2 - 36th European Colloid & Interface Society Conference CY - Chania, Crete, Greece DA - 04.09.2022 KW - Capsules KW - Volatile organic compounds KW - Material emissions KW - QA/QC KW - Reference materials PY - 2022 AN - OPUS4-55917 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bauer, J. A1 - Miclea, P.-T. A1 - Braun, U. A1 - Altmann, Korinna A1 - Turek, M. A1 - Hagendorf, C. T1 - Microplastic detection and analysis in water samples N2 - Microplastic detection in water samples becomes important for tracing microplastic sources. Microplastic may harm desalination facilities by blocking filters and disturbing the marine food chain. Thermo analytical methods such as pyrolysis gas chromatography mass spectroscopy, and spectroscopic methods like (micro) Raman spectroscopy or (micro) Fouriertransform infrared spectroscopy in combination with appropriate filters and sample preparation are suitable for analyzing microplastics on a scale from 1 µm to 1000 µm fast and unambiguous. While the thermo analytical methods are suitable for larger sample volumes, Raman spectroscopy and Fouriertransform infrared spectroscopy are able to detect and analyze single microplastic particles for instance in bottled water. Machine learning algorithms ensure a reliable classification of different plastic materials. T2 - International Conference on Sustainable Energy-Water-Environment Nexus in Desert Climate 2019 CY - Ar-Rayyan, Qatar DA - 02.12.2019 KW - Microplastics KW - Water samples PY - 2022 SP - 111 EP - 113 PB - Springer AN - OPUS4-56240 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grimmer, Christoph T1 - Constant emitting reference material for material test procedures N2 - In industrialised countries more than 80% of the time is spent indoors. Products, such as building materials and furniture, emit volatile organic compounds (VOCs), which are therefore ubiquitous in indoor air. VOC in combination may, under certain environmental and occupational conditions, result in reported sensory irritation and health complaints. Emission concentrations can become further elevated in new or refurbished buildings where the rate of air exchange with fresh ambient air may be limited due to improved energy saving aspects. A healthy indoor environment can be achieved by controlling the sources and by eliminating or limiting the release of harmful substances into the air. One way is to use (building) materials proved to be low emitting. Meanwhile, a worldwide network of professional commercial and non-commercial laboratories performing emission tests for the evaluation of products for interior use has been established. Therefore, comparability of test results must be ensured. A laboratory’s proficiency can be proven by internal and external validation measures that both include the application of suitable emission reference materials (ERM). For the emission test chamber procedure according to EN 16516, no artificial ERM is commercially available. The EU-funded EMPIR project MetrIAQ aims to fill this gap by developing new and improved ERMs. The goal is to obtain a material with a reproducible and temporally constant compound release (less than 10% variability over 14 days). Different approaches, such as the impregnation of porous materials, are being tested. The generation as well as results of the most promising materials will be presented. T2 - Airmon 2022 CY - Bristol, UK DA - 07.11.2022 KW - Emission reference materials KW - Emission test chamber procedure KW - Quality assurance KW - Reference material PY - 2022 AN - OPUS4-56575 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altmann, Korinna T1 - Detektion von Mikroplastik N2 - In dem Vortrag geht es um die Möglichkeiten der Detektion von Mikroplastik im Allgemeinen. Es werden Beispiele für die Luft gezeigt. T2 - VDI-Workshop „Mikroplastik in der Außenluft – Was wir wissen und was wir (noch) nicht wissen CY - Online meeting DA - 15.11.2022 KW - Mikroplastik KW - Mikroplastik in Luft KW - Detektion von Mikroplastik PY - 2022 AN - OPUS4-56289 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altmann, Korinna T1 - Stakeholder Workshop – Plastictrace WP1 N2 - The talk is about WP1 in the PlasticTrace project funded by Euromat. The projects harmonizes microplastic analysis by developing SOPs and reference materials. WP1 is responsible for material selection and preparation. All particles are homogeneity and stability checked according to ISO guide 35. T2 - Stakeholder workshop of PlasticTrace project CY - Online meeting DA - 14.12.2022 KW - Microplastic KW - Microplastics standardisation KW - Reference materials PY - 2022 AN - OPUS4-56772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Altmann, Korinna A1 - Abusafia, A A1 - Bannick, C-G A1 - Braun, U A1 - Crasselt, Claudia A1 - Dittmar, S A1 - Fuchs, M A1 - Gehde, M A1 - Hagendorf, C A1 - Heller, C A1 - Herper, D A1 - Heymann, S A1 - Kerndorff, A A1 - Knefel, M A1 - Jekel, M A1 - Lelonek, M A1 - Lunkenbein, T A1 - Obermaier, N A1 - Manhart, M A1 - Meurer, Maren A1 - Miclea, P-T A1 - Paul, A A1 - Richter, S A1 - Ricking, M A1 - Rohner, C A1 - Ruhl, A A1 - Sakai, Y A1 - Saravia Arzabe, C A1 - Scheid, C A1 - Schmitt, M A1 - Schnarr, M A1 - Schwertfirm, F A1 - Steinmetz, H A1 - Wander, Lukas A1 - Wiesner, Yosri A1 - Zechmeister, L T1 - RUSEKU - Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt : Abschlussbericht N2 - Im Verbundprojekt RUSEKU wurde die Probenahme von Wasserproben entscheidend weiterentwickelt. Wichtig ist hierbei zu gewährleisten, dass genügend Merkmalsträger in jeder Probe untersucht werden. Es muss daher eine für den Probenahmeort repräsentative Beprobung hinsichtlich des Wasservolumens in Abhängigkeit der Partikelanzahl gewährleistet sein. Das Hauptaugenmerk lag im vorliegenden Projekt auf einer praxisnahen Beprobungsstrategie. Es wurden verschiedene Konzepte ausprobiert. • Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass eine Stichprobe eine Momentaufnahme des MP-Massengehaltes zeigt. Es wird eine hohe Statistik, also eine Vielzahl an Messungen am gleichen Probenahmeort, benötigt, um eine valide Aussage über den MP-Gehalt zu machen. • Es zeigt sich, dass eine integrale Probenahme über mehrere Wochen mit dem SK routinemäßig möglich ist. Die erfassten MP-Massen sind reproduzierbar und robust. • Die DFZ ist für Stichproben geeignet. Partikel < 50 µm werden eventuell unterschätzt • Die fraktionierte Filtration kann für Stich- und Mischproben direkt im Feld genutzt werden. Fraktionen von 10 und 5 µm werden später im Labor Vakuum filtriert. Es erfolgt eine Fraktionierung der Probe mit Siebmaschenweiten von 1000, 500, 100, 50, 10 und 5 µm. • Die fraktionierte Filtration kann auch anschließend an die Beprobung mit dem SK zur Anwendung kommen. Wird die mit dem SK gewonnene Wasserprobe fraktioniert filtriert, kann neben einem MP-Gesamtgehalt auch eine Einschätzung über die Partikelgrößen gewonnen werden. • Für Wässer mit geringen Partikelzahlen wurde ein Messfiltertiegel entwickelt. Dieser hat eine Maschenweite von 6 µm. Seine Anwendung kann mögliche Verluste beim Transferieren vom Probenahmetool zum Messgefäß und mögliche Kontaminationen reduzieren. Die Optimierung der Probenahmestrategie wurde durch Modellversuche und Simulationen unterstützt. Modellversuche zum Sinkverhalten und Simulationen von MP in realen Gewässern verdeutlichten das komplexe Verhalten der Partikel. Es konnte gezeigt werden, dass Partikel ab einer bestimmten Größe (und kleiner) bei genügend starker Turbulenz sich in der Wassersäule unabhängig von ihrer Dichte verhalten und so auch MP mit kleiner Dichte (z.B. PE) in der gesamten Wassersäule zu finden sind. Es konnte mit dem TEM die Existenz von NP gezeigt werden. Ein wesentlicher Aspekt des RUSEKU Projektes war die Beprobung realer Kompartimente. Beprobt wurde neben Oberflächengewässern, das urbane Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, Waschmaschinenabwasser und Flaschenwasser. • In Oberflächengewässern wurde hauptsächlich PE gefunden. Je nach Probe und Gewässer konnten auch PP, PS, PET, PA, SBR und Acrylate nachgewiesen werden. • Im urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern konnte an allen Probenahmestandorten MP nachgewiesen werden. Es wurde hauptsächlich PE, neben geringeren Mengen an PP, PS und SBR gefunden. Nach einem Regenereignis war der SBR Anteil deutlich erhöht. • Die Beprobung eines realen Wäschepostens, bestehend aus T-Shirts und Hemden mit PA/CO oder PES/CO Mischgewebe, zeigte einen PA- und PES-Austrag im Waschwasser. Der überwiegende Teil der detektierten Fasern ist aber auf Baumwolle zurückzuführen. Reine gravimetrische Messungen zur Detektion von MP führen zu einer starken Überschätzung. • In Flaschenwasser (PET-Flaschen) konnte MP detektiert werden. PET wurde nur im stillen Mineralwasser, nicht in Mineralwasser mit Kohlensäure gefunden werden. Teilweise wurde auch das MP-Material des Verschlusses im Wasser detektiert. • Für Luftproben konnte ein Aufbau zur größenselektiven Beprobung getestet werden. Neben der Probenahme hat das Projekt auch gezeigt, dass die TED-GC/MS geeignet für die MP-Detektion im Routinebetrieb ist. Die TED-GC/MS konnte weiter optimiert werden. Es wurden MP-Massen bestimmt. Im Projekt wurden erste realitätsnahe Referenzmaterialien für die MP Detektion hergestellt. Die Herstellung von realitätsnahen Polymeren in ausreichender Homogenität und Menge hat sich als große Herausforderung herausgestellt. KW - Mikroplastik KW - Probennahme KW - TED-GC/MS KW - Fraktionierte Filtration KW - Mikroplastikreferenzmaterial PY - 2022 SP - 1 EP - 201 AN - OPUS4-57800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tang, Lei A1 - Magdysyuk, Oxana V. A1 - Jiang, Fuqing A1 - Wang, Yiqiang A1 - Evans, Alexander A1 - Kabra, Saurabh A1 - Cai, Biao T1 - Mechanical performance and deformation mechanisms at cryogenic temperatures of 316L stainless steel processed by laser powder bed fusion: In situ neutron diffraction N2 - Manufacturing austenitic stainless steels (ASSs) using additive manufacturing is of great interest for cryogenic applications. Here, the mechanical and microstructural responses of a 316L ASS built by laser powder bed fusion were revealed by performing in situ neutron diffraction tensile tests at the low-temperature range (from 373 to 10 K). The stacking fault energy almost linearly decreased from 29.2 ± 3.1 mJm⁻² at 373 K to 7.5 ± 1.7 mJm⁻² at 10 K, with a slope of 0.06 mJm⁻²K⁻¹, leading to the transition of the dominant deformation mechanism from strain-induced twinning to martensite formation. As a result, excellent combinations of strength and ductility were achieved at the low-temperature range. KW - Condensed Matter Physics KW - General Materials Science KW - Mechanics of Materials KW - Metals and Alloys KW - Mechanical Engineering PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2022.114806 SN - 1359-6462 VL - 218 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier BV CY - Amsterdam AN - OPUS4-59317 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias T1 - Neue Möglichkeiten der Fehlersuche auf und unter der Oberfläche durch strukturierte Laserthermografie N2 - Das thermografische Nachweisprinzip beruht auf der Analyse von instationären Temperaturverteilungen, welche durch die Wechselwirkung eines von außen zugeführten Wärmestroms mit der inneren Geometrie des Prüfobjekts oder mit darin eingeschlossenen Inhomogenitäten verursacht werden. Eine äquivalente Beschreibung dieses wechselwirkenden Wärmestroms ist die Ausbreitung von Wärmewellen im Inneren des Prüfobjekts. Obwohl die Thermografie für die Erkennung einer Vielzahl von Inhomogenitäten und für die Prüfung verschiedenster Materialien geeignet ist, besteht die grundlegende Einschränkung in der diffusen Natur der Wärmewellen und der Notwendigkeit, ihre Wirkung nur an der Prüfobjektoberfläche radiometrisch messen zu können. Der fundamentale Nachteil von diffusen Wärmewellen gegenüber propagierenden Wellen, wie sie z. B. im Ultraschall vorkommen, ist die dadurch verursachte schnelle Verschlechterung der räumlichen Auflösung mit zunehmender Defekttiefe. Diese Verschlechterung schränkt in der Regel die Anwendbarkeit der Thermografie bei der Suche nach kleinen tiefliegenden Defekten ein. Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der räumlichen Auflösung und damit der Erkennungsempfindlichkeit und der Rekonstruktionsqualität in der thermografischen Prüfung liegt in der speziellen Formung dieser diffusen Wärmewellenfelder mittels strukturierter Laserthermografie bzw. photothermischer Anregung. Einige Beispiele sind: - Schmale rissartige Defekte unterhalb der Oberfläche können durch Überlagerung mehrerer interferierender Wärmewellenfelder mit hoher Empfindlichkeit detektiert werden, - Nahe beieinander liegende Defekte können durch mehrere Messungen mit unterschiedlichen Heizstrukturen getrennt werden, - Defekte in unterschiedlichen Tiefen können durch eine optimierte zeitliche Gestaltung der thermischen Anregungsfunktion unterschieden werden, - Schmale Risse auf der Oberfläche können durch robotergestütztes Scannen mit fokussierten Laserspots gefunden werden, - Defekte, die während der additiven Fertigung auftreten, können bereits im Bauraum und mit dem Fertigungslaser detektiert werden. Wir präsentieren die neuesten Ergebnisse dieser Technologie, die mit Hochleistungslasersystemen und modernen numerischen Methoden erzielt wurden. T2 - Thermographie-Kolloquium 2022 CY - Saarbrücken, Germany DA - 27.09.2022 KW - Thermografie KW - Laser KW - Laser-Thermografie KW - Super Resolution KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2022 AN - OPUS4-55973 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon T1 - Machine Learning based defect detection in Laser Powder Bed Fusion utilizing thermographic feature data N2 - The formation of irregularities such as keyhole porosity pose a major challenge to the manufacturing of metal parts by laser powder bed fusion (PBF-LB/M). In-situ thermography as a process monitoring technique shows promising potential in this manner since it is able to extract the thermal history of the part which is closely related to the formation of irregularities. In this study, we investigate the utilization of machine learning algorithms to detect keyhole porosity on the base of thermographic features. Here, as a referential technique, x-ray micro computed tomography is utilized to determine the part's porosity. An enhanced preprocessing workflow inspired by the physics of the keyhole irregularity formation is presented in combination with a customized model architecture. Furthermore, experiments were performed to clarify the role of important parameters of the preprocessing workflow for the task of defect detection . Based on the results, future demands on irregularity prediction in PBF-LB/M are derived. T2 - International Conference on NDE 4.0 CY - Berlin, Germany DA - 24.10.2022 KW - Laser Powder Bed Fusion KW - Thermography KW - In-situ Monitoring KW - Convolutional Neural Networks PY - 2022 AN - OPUS4-56332 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Soruco Aloisio, Ricardo T1 - Eine Infrastruktur für den digitalen Zwilling – Use Case H2-Tankstelle N2 - Im Rahmen von der BAM und anderen Partnern ins Leben gerufene Initiative „Digitale Qualitätsinfrastruktur“ ist der Fokus auf die Entwicklung von neuen Regelwerken und Zertifizierungsworkflows ausgerichtet. Dabei ist eine besondere Bedeutung dem Zusammenführen von Operational Technology (OT) und Informationstechnik (IT) beizumessen, wenn aktuelle Prozess- und Parameterdaten zuverlässig zur Verfügung gestellt werden sollen. In dem Use Case Wasserstofftankstelle werden digitale Abbilder erprobt, die u.a. der Kalibrierung von Sensoren, dem Nachweis über die Wasserstoffreinheit und der vorausschauenden Wartung dienen sollen. Großenteils der verfahrenstechnischen Bestandsanlagen, die sogenannten Brownfield-Anlagen, sind nach einem konservativen und hierarchischen Automatisierungskonzept ausgelegt. Hierbei können sämtliche Prozessdaten, besonders aus der Feldebene, einer oberen informationstechnische Ebene unzugänglich bleiben. Eine Brückentechnologie nach der NAMUR Open Architecture (NOA) soll möglichst viele Informationen und Daten aus der vorgegebenen Brownfield-Automatisierung sicher und rückwirkungsfrei zur Verfügung stellen. Zusätzliche Sensorik soll ebenso zu der Datenerweiterung beitragen und letztendlich den digitalen Zwilling, bzw. das digitale Abbild des verfahrenstechnischen Prozesses, ergänzen. Die Herausforderungen einer solchen Infrastruktur gelten vor allem einer universellen Kommunikationsschnittstelle und der Sicherheit. Darüber hinaus werden vorgeschlagene Normen und Empfehlungen untersucht und erprobt. T2 - Jahrestreffen der "Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 21.11.2022 KW - QI-Digital KW - Use-Case Wasserstofftankstelle KW - Automatisierung KW - Operational Technology KW - Digitaler Zwilling KW - NAMUR Open Architecture PY - 2022 AN - OPUS4-56402 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon T1 - Defect prediction on the Base of Thermographic features in Laser Powder Bed Fusion Utilizing Machine Learning Algorithms N2 - Avoiding the formation of defects such as keyhole pores is a major challenge for the production of metal parts by Laser Powder Bed Fusion (LPBF). The use of in-situ monitoring by thermographic cameras is a promising approach to detect defects, however the data is hard to analyze by conventional algorithms. Therefore, we investigate the use of Machine Learning (ML) in this study, as it is a suitable tool to model complex processes with many influencing factors. A ML model for defect prediction is created based on features extracted from process thermograms. The porosity information calculated from an x-ray Micro Computed Tomography (µCT) scan is used as reference. Physical characteristics of the keyhole pore formation are incorporated into the model to increase the prediction accuracy. Based on the prediction result, the quality of the input data is inferred and future demands on in-situ monitoring of LPBF processes are derived. T2 - Additive Manufacturing Benchmarks 2022 CY - Bethesda, MA, USA DA - 14.08.2022 KW - Laser Powder Bed Fusion KW - Thermography KW - In-situ Monitoring KW - Machine Learning KW - Defect prediction PY - 2022 AN - OPUS4-55591 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -