Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
Schlagworte
- NEXAFS (4)
- XPS (4)
- ToF-SIMS (3)
- Image processing (2)
- NEXAFS spectroscopy (2)
- SIMS (2)
- Superconducting (2)
- Surface click chemistry (2)
- XANES (2)
- 'Click' reaction (1)
Organisationseinheit der BAM
In order to investigate molecular recognition on surfaces, an azide-functionalized monolayer was deposited on gold. The monolayer was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and angle-resolved near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) experiments and the decomposition of the azide upon irradiation with X-ray beams was investigated. Subsequently, various alkyne-functionalized host and guest molecules were attached to the azide by 1,3-dipolar cycloaddition. These modified surfaces and their host–guest chemistry were analysed by XPS and angle-resolved NEXAFS. The reversibility of guest binding was shown for one example as a proof of principle.
Coordination chemistry was applied to deposit pyridine-functionalized gold nanoparticles on silicon substrates. The particles were synthesized through the Brust/Schiffrin route with a subsequent ligand exchange reaction yielding well-defined particles of two different sizes. Multilayer deposition was carried out on a pyridine-terminated SAM, anchored on a hydroxyl-terminated silicon surface. Analogously, Hunter/Vögtle-type tetralactam macrocycle multilayers were deposited as well as mixed layers containing both either in an alternating sequence or as a macrocycle multilayer with a terminating nanoparticle layer. These composite layers were examined with respect to their ability to bind squaraine axles in the macrocycle cavities. The amount of guest bound is higher for the composite layer with alternating macrocycles and nanoparticles.
The deposition of palladium on a novel, reversibly protonatable, pyridyl-terminated self-assembled monolayer on gold substrates has been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy (NEXAFS spectroscopy) and time of flight-secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). For this purpose, 12-(pyridin-4-yl)dodecane-1-thiol, consisting of a surface-active head group, an unfunctionalized hydrocarbon backbone and a terminal pyridyl group, has been synthesized and deposited on gold surfaces. Coordination of Pd(II) ions to the pyridyl group was examined. Furthermore, a reversible protonation/deprotonation cycle has been applied, and the relation between protonation and the amount of complexed palladium was studied. Investigation of the SAM by angle-resolved NEXAFS spectroscopy revealed the aliphatic backbone to be preferentially upright oriented with the aromatic head group being not preferentially oriented. The palladium layer was further coordinated with a CF3-labeled terpyridine ligand in order to prove the accessibility of the Pd(II) ions to further complexation and the platform useful for deposition of further layers toward a multi-layered system.
After some months of operation, a number of PV modules develop a discolouration defect called 'snail trails', or 'snail traces', which appear as irregular dark stripes across the cells. Whereas these traces were soon identified as discoloured silver contacts along the cell edges or at micro cracks, the chemical and mechanistic reasons for this phenomenon have not yet been resolved in detail. In this work we show that silver nanoparticles accumulating within the encapsulation foil cause the brownish discolouration, and that certain additives of encapsulation and back sheet foils trigger the formation of these nanoparticles.
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.
Mechanically interlocked molecules (MIMs) such as rotaxanes and catenanes are capable of mechanical motion on the nanoscale and are therefore promising prototypes for molecular machines in recent nanotechnology. However, most of the existing examples are isotropically distributed in solution, which prohibits concerted movement and with it the generation of macroscopic effects. Thus, arranging them in ordered arrays is of huge interest in recent research. We report the deposition of quite densely packed multilayers of tetralactam macrocycles on gold surfaces by metal-coordinated layer-by-layer self-assembly. Linear dichroism effects in angle-resolved NEXAFS spectra indicate a preferential orientation of the macrocycles. The sequence of the metal ions can be programmed by the use of different transition metal ions at each deposition step. Additionally, reversible on-surface pseudorotaxane formation was successfully realized by repeated uptake and release of axle molecules inside the macrocycles cavities.