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Ancient mariners knew that dust whipped up from deserts by strong winds travelled long distances, including over oceans. Satellite remote sensing revealed major dust sources across the Sahara. Indeed, the Bodélé Depression in the Republic of Chad has been called the dustiest place on earth. We analysed desert sand from various locations in Chad and dust that had blown to the Cape Verde Islands. High throughput sequencing techniques combined with classical microbiological methods showed that the samples contained a large variety of microbes well adapted to the harsh desert conditions. The most abundant bacterial groupings in four different phyla included: (a) Firmicutes—Bacillaceae, (b) Actinobacteria—Geodermatophilaceae, Nocardiodaceae and Solirubrobacteraceae, (c) Proteobacteria—Oxalobacteraceae, Rhizobiales and Sphingomonadaceae, and (d) Bacteroidetes—Cytophagaceae. Ascomycota was the overwhelmingly dominant fungal group followed by Basidiomycota and traces of Chytridiomycota, Microsporidia and Glomeromycota. Two freshwater algae (Trebouxiophyceae) were isolated. Most predominant taxa are widely distributed land inhabitants that are common in soil and on the surfaces of plants. Examples include Bradyrhizobium spp. that nodulate and fix nitrogen in Acacia species, the predominant trees of the Sahara as well as Herbaspirillum (Oxalobacteraceae), a group of chemoorganotrophic free-living soil inhabitants that fix nitrogen in association with Gramineae roots. Few pathogenic strains were found, suggesting that African dust is not a large threat to public health.
Microbiological studies on the intercontinental transport of dust are confounded by the difficulty of obtaining sufficient material for analysis. Axenic samples of dust collected at high altitudes or historic specimens in museums are often so small and precious that the material can only be sacrificed when positive results are assured. With this in mind, we evaluated current methods and developed new ones in an attempt to catalogue all microbes present in small dust or sand samples. The methods used included classical microbiological approaches in which sand extracts were plated out on a variety of different media, polymerase chain reaction (PCR)-based amplification of 16S/18S rRNA sequences followed by construction of clone libraries, PCR amplification of 16S rRNA sequences followed by high-throughput sequencing (HtS) of the products and direct HtS of DNA extracted from the sand. A representative sand sample collected at Bahaï Wadi in the desert of the Republic of Chad was used. HtS with or without amplification showed the most promise and can be performed on ≤100 ng DNA. Since living microbes are often required, current best practices would involve geochemical and microscopic characterisation of the sample, followed by DNA isolation and direct HtS. Once the microbial content of the sample has been deciphered, growth conditions (including media) can be tailored to isolate the micro-organisms of interest.
Die nicht ionisierende elektromagnetische Strahlung im Bereich von Terahertz-Frequenzen ermöglicht berührungslose und zerstörungsfreie Mess- und Prüftechnik in zahlreichen Bereichen. Nach ersten Anwendungen in der Astronomie und der Atmosphärenforschung wurden in letzter Zeit Anwendungsfelder in der Sicherheitstechnik, der Medizintechnik, der Nachrichtentechnik und der zerstörungsfreien Prozess- und Qualitätskontrolle erschlossen. Dielektrische Materialien wie Kunststoffe und Keramiken können von Terahertz-Wellen durchdrungen werden. Das ermöglicht Untersuchungen des Objektinneren ohne spezielle Schutzmaßnahmen, wie sie z.B. beim Röntgen notwendig sind. Die Richtlinie erleichtert die Verständigung zwischen Nutzern, Herstellern und dem Vertrieb von Terahertz-Systemen. In der Richtlinie werden bekannte Einsatzgebiete sowie die eingesetzten Verfahren und Funktionsprinzipien aufgeführt, um den Leser bei der Auswahlentscheidung zu unterstützen. Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Grundlagen und Hinweisen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, zum Strahlenschutz und zur regulierten Frequenzvergabe werden die verschiedenen Geräteklassen von Terahertz-Systemen ausführlich vorgestellt. Die Richtlinie gibt Hinweise zur messtechnischen Charakterisierung von Terahertz-Wellen. Einsatzgebiete von Terahertz-Systemen, wie die zerstörungsfreie Prüfung, die Dicken- und Abstandsmessung, die Tomografie und die chemische Analytik, werden mit ihren spezifischen Eigenschaften im Detail beschrieben. Umfangreiche Literaturverweise vereinfachen eine vertiefte Beschäftigung mit den Themen der Richtlinie. Eine tabellarische Übersicht mit einer Zusammenfassung, welche Terahertz-Systeme für welche Anwendungsfelder eingesetzt werden können, vervollständigt die Richtlinie.
Nanotechnologien werden gegenwärtig als leistungsfähige Oberflächentechniken in erheblichem Umfange industriell genutzt. Dabei spielen dünne Schichten und deren Kenndaten eine wesentliche Rolle, z.B. als Röntgenspiegel oder optische und magnetooptische Datenträger. Die Schichtdicke zählt hierbei zu den technologisch wichtigen Parametern. Abgeleitet von Anwenderinteressen, werden für die Röntgenreflektometrie (XRR bzw. GIXR), Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EPMA) und Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) einerseits und die Ellipsometrie andererseits zugeschnittene Schichtdickenmaßverkörperungen (SDM) entwickelt, gefertigt und untersucht. Das Ziel ist die Bereitstellung praxistauglicher, kalibrierter SDM, im weiteren Schichtdickennormale (SDN) genannt. SDN sind Maßverkörperungen, für die der Schichtdickenwert mit einer definierten Messunsicherheit bekannt und auf ein metrologisch anerkanntes Längennormal zurückgeführt ist. Berichtet wird über die Herstellung und messtechnische Charakterisierung der beiden spezifischen Varianten von Maßverkörperungen.