Filtern
Dokumenttyp
Schlagworte
- Amorphous carbon (1)
- Anaphylaxie (1)
- Anaphylaxy (1)
- Cathodic arc discharge (1)
- Giftmenge (1)
- Hornet sting (1)
- Hornissenstachel (1)
- LD50 for mice (1)
- Langzeit-Hydrolyse-Verhalten (1)
- Letaldosis im Tierversuch (1)
Single walled carbon nanotubes (SWNT) have been produced in an electric arc discharge by using a graphite rod as anode which is filled with a powder mixture of graphite and metallic catalysts like nickel and yttrium. The soot material containing approximately a third of SWNT was collected from the cathode region as a soft, voluminous material. The main by-products in this process are amorphous carbon and graphitic nanoparticles which have to be removed by an appropriate purification process. The as-produced soot material was purified by gas phase oxidation in air at 355 °C. The oxidation of amorphous carbon in air is advantageous against wet chemical methods because it is better controllable. Thermogravimetric analysis and electron microscopy were used to investigate the oxidation behavior of the different kinds of carbon. Oxidation of SWNT and amorphous carbon occurs simultaneously even at moderate temperatures, whereas amorphous carbon is more rapidly oxidized than SWNT. For optimizing the purification procedure by gas phase oxidation, kinetic studies were used to determine the oxidation time for each component in the soot at a given temperature. So it is possible to remove the amorphous carbon quantitatively with minimal losses of SWNT. But it was found that graphitic nanoparticles have the highest stability against oxidation and could therefore not be quantitatively removed by this method without the complete destruction of SWNT. Therefore, the electric arc discharge process has to be a controlled process for minimum production of graphitic nanoparticles to obtain a material with a high content of SWNT.
Reinigung wird in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie aufgrund des stetig steigenden Kosten- und Zeitdrucks sowie der hohen Verbrauchererwartungen hinsichtlich Produktsicherheit und -haltbarkeit ein immer zentraleres Thema. Eine verbesserte Reinigbarkeit bedeutet für die produzierende Industrie eine Steigerung der Effizienz der Produktionsanlage. Besonders in der heutigen medienintensiven Zeit kommt ein "Lebensmittelskandal" durch ein unsicheres Produkt einem finanziellen Desaster und immensem Imageverlust gleich. Aus diesem Grund ist die Reinigbarkeit der produktberührenden Oberflächen stets ein wichtiges Kriterium für die Werkstoffauswahl.
Basierend auf den Theorien zu Schmutzhaftung und -entfernung wurde im Rahmen dieser Arbeit überprüft, ob und wie die theoretisch relevanten Parameter auch in den Experimenten den Reinigungserfolg beeinflussen. Der Schwerpunkt wurde auf die Einflussgrößen des Werkstoffes gelegt, um herauszufinden, wie stark eine Oberfläche selbst zu ihrer Reinigbarkeit beitragen kann (self-cleaning).
In den durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, dass die Oberflächenrauheit lediglich bei der Reinigung von kohäsiven Schmutzfilmen eine entscheidende Rolle gespielt hat. Hingegen ist ihr Einfluss auf das Reinigungsergebnis von sich auflösenden Schmutzfilmen und Partikeln nur begrenzt bis gar nicht zur Geltung gekommen. Das Oberflächenmaterial hatte keinen starken, aber dennoch signifikanten Einfluss auf die Reinigbarkeit der untersuchten Oberflächen. Dass die Reinigbarkeit einer Oberfläche keine Materialkonstante sein kann, wurde unter Verwendung spezieller Oberflächen mit definiert geätzten Rauheitsstrukturen nachgewiesen. Der Reinigungserfolg hängt immer auch von der Verunreinigungsart ab, was sich auch in vergleichbaren Versuchen der Einzelpartikelablösung mittels AFM in dem Einfluss der Elastizität bzw. Plastizität der Partikeln geäußert hat.
Praxistaugliche Empfehlungen gehören mit zu den wichtigsten Zielen dieser Arbeit gewesen. Mit Fokus auf die Oberflächenparameter und auf Basis der durchgeführten Untersuchungen wurde zur Optimierung der Reinigung produktberührender Oberflächen für bekannte Kontaminationen eine Checkliste als Orientierungshilfe erarbeitet. Ist die Verunreinigungsart dennoch unbekannt, so sollte der "Grenzwert" von Ra = 1 µm unterschritten werden, um bei Vorhandensein filmartiger Verschmutzungen keine negativen Auswirkungen auf die Reinigbarkeit zu haben. Die Notwendigkeit nach hochpolierten Oberflächen (Ra < 0,3 µm) aus Reinigbarkeitsgründen kann aufgrund der Untersuchungen nicht nachvollzogen werden.
Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.
Vergleichende morphologische Untersuchungen an Stacheln ausgewählter Hautflügler (Insektenordnung Hymenoptera) zeigen die Entwicklung des Stechapparates vom Organ für die Eiablage über die Funktion als Waffe für den Beuteerwerb zum Verteidigungsapparat (Vespidae, Apidae). In dieser Entwicklung verändern sowohl die Stachelrinne als auch beide Stechborsten ihre Form; die Anzahl der Widerhaken und ihre Form sind arttypisch, sie wandeln sich von raspelartigen Kanten zu spitzen, rückwarts gebogenen Haken, die den Stachel in der Einstichstelle verankern. Bei den Vespinae bewirken die muskulöse Giftblase und Muskulatur innerhalb der Stachelrinne das Auspressen des Giftsekrets, während bei den anderen Aculeaten taschenartige Erweiterungen der Stechborsten innerhalb der Stachelrinne das Gift zur Stachelspitze hin schöpfen. Stachelrinne und Stechborsten sind mit Sinnesorganen bestückt, die zum Teil dem campaniformen Typ entsprechen, an der Stachelspitze aber mehrere Sinneszellen enthalten und eher dem Typ „X“ entsprechen.
Am Beispiel der Hornisse (Vespa crabro) als größtem staatenbildenden Insekt wird die bei einem Stich abgegebene Giftmenge untersucht (durchschnittlich ca. 0,5 mg/Stich); die Wirkungen von Hornissenstichen im Tierversuch werden beschrieben (bei Mäusen beträgt die letale Toxindosis ca. 90 mg/kg Körpergewicht) und mit den Ergebnissen aus allergologischen Untersuchungen am Menschen vergleichend diskutiert. Anders als Honigbienen und (in seltenen Fällen) auch Wespen bilden Hornissen keine Kolonien mit genügend vielen Individuen, um im Verteidigungsfall einem gesunden Menschen eine lebensgefährliche Toxindosis verabreichen zu können. Die bekannt gewordenen Todesfälle nach Hornissenstichen sind auf allergische Reaktionen der gestochenen Personen zurückzuführen, da weder die Stachellänge noch die abgegebene Giftmenge ausreichen, um den Insektenstich als eigentliche Todesursache anzusehen.
Im Laufe der Evolution haben Wespen (Vespinae) und Honigbienen (Apis) unterschiedliche Strategien entwickelt, um sich durch Stiche zu verteidigen: Während Wespen ihren Stachel nach dem Stich wieder herausziehen und mehrmals hintereinander zustechen können, um so eine möglichst große Giftmenge zu verabreichen, bleibt der Stechapparat von „Arbeiterinnen“ der Honigbienen im „Opfer“ hängen, reißt aus dem Bienenkörper heraus (Autotomie) und pumpt selbsttätig die gesamte Giftmenge in die Einstichstelle. Dieser Unterschied im Stechvorgang beruht auf einer verschiedenartigen Ausbildung der Muskulatur bei Wespen und Bienen und nicht, wie oft angenommen, auf unterschiedlich großen Widerhaken am Stachel dieser Hautflügler.