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Die Simulation von Ultraschallausbreitung ist ein wesentliches Hilfsmittel zur Optimierung von Prüfanordnungen und wird zunehmend in der Prüfvorbereitung eingesetzt. Eisenbahnschienen sind Bauteile mit komplexer Geometrie und im eingebauten Zustand eingeschränkter Zugänglichkeit. Bei der Prüfung im Feld entstehen aus der Schienengeometrie komplexe Echosignale mit Formanzeigen, die schwer zu interpretieren sind.
Für das bessere Verständnis der Schallausbreitung in der Eisenbahnschiene wird diese in einem ersten Schritt mit Hilfe verschiedener Ansätze modelliert. Hierbei werden Finite Elemente Methoden und semi-analytischen Modelle verwendet. In einem zweiten Schritt werden die Ergebnisse der Simulationsmodelle einander gegenübergestellt und mit Messungen an realen Schienen verglichen.
Ziel dieser Untersuchungen ist die Validierung von Simulationsverfahren mit Hilfe von Messdatensätzen und Überprüfung der Anwendbarkeit bei der Bewertung von Ergebnissen der Schienenprüfung.
Die Simulation von Ultraschallausbreitung ist ein wesentliches Hilfsmittel zur Optimierung von Prüfanordnungen und wird zunehmend in der Prüfvorbereitung eingesetzt.
Eisenbahnschienen sind Bauteile mit komplexer Geometrie und im eingebauten Zustand eingeschränkter Zugänglichkeit. Bei der Prüfung im Feld entstehen aus der Schienengeometrie komplexe Echosignale mit Formanzeigen, die schwer zu interpretieren sind.
Für das bessere Verständnis der Schallausbreitung in der Eisenbahnschiene wird diese in einem ersten Schritt mit Hilfe verschiedener Ansätze modelliert. Hierbei werden Finite Elemente Methoden und semi-analytischen Modelle verwendet. In einem zweiten Schritt werden die Ergebnisse der Simulationsmodelle einander gegenübergestellt und mit Messungen an realen Schienen verglichen.
Ziel dieser Untersuchungen ist die Validierung von Simulationsverfahren mit Hilfe von Messdatensätzen und Überprüfung der Anwendbarkeit bei der Bewertung von Ergebnissen der Schienenprüfung.
Products containing engineered nanoparticles already encounter us in most areas of our daily life including cosmetics, clothing, detergents, paints, batteries and displays. In most cases the particles exhibit a core-shell morphology either voluntarily or involuntarily. The properties of the nanoparticle shell determine the interaction with their environment and, thus, reliable control over these properties means reliable control over the particles performance and their toxicity. Therefore, sophisticated techniques to measure thickness and elemental composition of the nanoparticle shell are urgently required.
Scanning Auger microscopy (SAM) is a powerful technique with a lateral resolution below 10 nm and a chemical contrast based on the characteristic kinetic energy of Auger electrons related to specific atomic levels and, thus, to a specific element. This work explores the potential of SAM for characterizing the core-shell structure of nanoparticles. A sample system of upconversion NaYF4:Yb,Er cores coated with SiO2 is investigated. Auger spectra, line scans and elemental maps of single nanoparticles will be presented. Challenges encountered will be highlighted, such as damage to the sample by electron beam irradiation. Scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) are performed on the same samples, in order to verify the SAM results.
One of the important analytical challenges is the fast and reliable trace detection of explosives in the context of security issues, ammunition disposal, and environmental pollution. Antibodies (Ab) are a promising tool for this purpose and the combination with a
surface acoustic wave (SAW) sensor opens the opportunity of highly selective and fast, label-free detection. A robust and sensitive method for the detection of the explosive trinitrotoluene (TNT) was developed. The detection limit was determined to be around 0.5 μg/L. The fast signal response of less than 1 minute shows that this approach is suitable for security and other time-critical applications. In addition, the very low crossreactivity highly reduces the number of false-positives in relation to competing techniques, including sniffer dogs. Due to the multianalyte ability of the SAW system, several explosives might be detected in parallel. Terminal amino groups were functionalized with trinitrophenyl (TNP) groups by reaction with trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS). In less than 1 minute, a good signal response was obtained. 50 μL of sample was used. No non-specific interaction with the SAM surface was observed. A complete measuring cycle needed 19 minutes including a surface regeneration step with 50 μL of acetonitrile/water/propionic acid (50:50:1) and 150 μL of SDS solution (0.1 %, pH 1 with 100 mM glycine and 100 mM NaCl). A good long-term stability could be shown for at least 6 hours. Two polyclonal antibodies (R1, R2, affinity purified with Protein A) and a monoclonal antibody (A1.1.1) were tested successfully. A commercially available SAW sensor (sam5 blue, SAW Instruments) was used for liquid handling and detection. Self-assembled monolayers (SAM) of alkanethiol derivatives were
prepared on gold surfaces leading to non-fouling and hydrophilic properties, due to attached polyethylene glycol (PEG) residues. A continuous flow of buffer (phosphate-buffered saline, PBS plus Tween 20) of 100 μL/min was applied to the sensor system. TNT antibodies were pre-incubated with the samples containing traces of explosives. Polyclonal and monoclonal antibodies were tested.
The limit of detection (LOD) was determined to 0.5 μg/L for all three antibodies (3s from 12 replicates).