Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
Schlagworte
- NEXAFS (4)
- XPS (4)
- ToF-SIMS (3)
- Aluminium (2)
- Gesamtwasserprobe (2)
- Image processing (2)
- NEXAFS spectroscopy (2)
- Reference material (2)
- SIMS (2)
- Superconducting (2)
Organisationseinheit der BAM
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (3)
- 6 Materialchemie (3)
- 1.1 Anorganische Spurenanalytik (2)
- 4 Material und Umwelt (2)
- 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere (2)
- 1.3 Instrumentelle Analytik (1)
- 1.4 Prozessanalytik (1)
- 1.5 Proteinanalytik (1)
- 1.6 Anorganische Referenzmaterialien (1)
- 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen (1)
- 4.5 Kunst- und Kulturgutanalyse (1)
- 6.3 Strukturanalytik (1)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (1)
- 8.5 Röntgenbildgebung (1)
- P Präsident (1)
- P.0 Präsident und andere (1)
- PST Präsidiale Stabsstelle (1)
- S Qualitätsinfrastruktur (1)
- S.1 Qualität im Prüfwesen (1)
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.
Interfaces provide the structural basis for function as, for example, encountered in nature in the membrane-embedded photosystem or in technology in solar cells. Synthetic functional multilayers of molecules cooperating in a coupled manner can be fabricated on surfaces through layer-by-layer self-assembly. Ordered arrays of stimulus-responsive rotaxanes undergoing well-controlled axle shuttling are excellent candidates for coupled mechanical motion. Such stimulus-responsive surfaces may help integrate synthetic molecular machines in larger systems exhibiting even macroscopic effects or generating mechanical work from chemical energy through cooperative action. The present work demonstrates the successful deposition of ordered mono- and multilayers of chemically switchable rotaxanes on gold surfaces. Rotaxane mono- and multilayers are shown to reversibly switch in a coupled manner between two ordered states as revealed by linear dichroism effects in angle-resolved NEXAFS spectra. Such a concerted switching process is observed only when the surfaces are well packed, while less densely packed surfaces lacking lateral order do not exhibit such effects.
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.
Aiming for a round-robin test, a new method for the direct determination of fluorine in niobium oxide has been developed. It is based on the use of high-resolution molecular absorption spectra of calcium mono-fluoride (CaF) generated in the graphite tube, combined with the slurry sampling technique. The absorption measurement was performed at the 606.44 nm CaF rotational line. By using graphite tubes with zirconium carbide (ZrC) modified platform, the molecular absorption sensitivity of CaF has been improved by a factor of 20, and no additional chemical modifier was necessary. Generally, non-spectral interferences were observed in the presence of HCl, H2SO4, and H3PO4. For HCl, additional spectral interference occurred due to an overlap of the absorption spectra of CaF and CaCl. However, due to the absence of these mentioned substances in the current material, such interferences do not exist for this application. The characteristic mass found for the CaF 606.44 nm line was 0.1 ng; the limit of detection was 5 mg fluorine per kg solid sample (3σ criterion). The results obtained by the method were within the range of certified values. Comparing to the classical method such as the pyrohydrolysis-photometric method, the developed new method showed clear advantages regarding sensitivity and specificity. The time requirement for one sample analysis was strongly shortened from several hours to only some minutes.
Aiming at the functionalization of surfaces with terpyridine anchors for the coordinative deposition of additional layers, mixed self-assembled monolayers (SAMs) were prepared from binary solutions of 12-(2,2':6',2''-terpyridine-4'-yl)dodecane-1-thiol (TDT) and 1-decanethiol (DT). The SAMs and the order of the constituting molecules were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy (NEXAFS), and time-of-flight-secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). The composition of the (TDT/DT)-SAMs and with it the surface density of terpyridyl groups correlates linearly with the relative concentrations of the two compounds in the solution used for depositing them. In marked contrast, the amount of terpyridine-coordinated PdII ions significantly deviates from this trend with an optimum at a 1:3 ratio of TDT/DT. This indicates a major fraction of the terpyridines in TDT-rich SAMs not to be accessible for PdII ion coordination. In agreement, NEXAFS spectroscopy reveals the alkyl backbones in TDT-rich SAMs not to be ordered, while they are preferentially upright oriented in the optimal 1:3-(TDT/DT)-SAMs. We interpret this in terms of terpyridine backfolding in TDT-rich SAMs, while they are located in accessible positions on top of the SAM in the 1:3-(TDT/DT)-SAM. While the alkyl backbones in the 1:3-(TDT/DT)-SAM are ordered, NEXAFS spectroscopy shows the terpyridyl groups not to have a preferential orientation in this SAM and thus retain enough flexibility to adjust to molecules that are deposited on top of the mixed SAM. In conclusion, the novel SAM does not undergo phase separation and consists predominantly of intermixed phases with adjustable surface density of quite flexible terpyridine anchor groups. The terpyridine–PdII anchors are not only available for a future deposition of the next layer, but the metal ions also represent a sensitive probe for the accessibility of the terpyridyl groups.
Cardiac troponin I (cTnI) is a crucial biomarker for diagnosing cardiac vascular diseases, including acute myocardial infarction (AMI). This study presents a proof-of-concept chemiluminescence-based immunosensor for rapid and accurate measurement of cTnI, with the potential for online monitoring. The immunosensor incorporates a flow cell design and a sensitive complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) camera for optical readout. A microfluidic setup was established to enable selective and quasi-online determination of cTnI within ten minutes. The sensor was tested with recombinant cTnI in phosphate buffer, demonstrating measurements in the concentration range of 2–25 µg/L, with a limit of detection (LoD) of 0.6 µg/L (23 pmol/L) achieved using the optimized system. The immunosensor exhibited high selectivity, as no cross-reactivity was observed with other recombinant proteins such as cTnT and cTnC at a concentration of 16 µg/L. Measurements with diluted blood plasma and serum yielded an LoD of 60 µg/L (2.4 nmol/L) and 70 µg/L (2.9 nmol/L), respectively. This biosensor offers a promising approach for the rapid and sensitive detection of cTnI, contributing to the diagnosis and management of acute myocardial infarction and other cardiac vascular diseases.
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.