The design and manufacture of lightweight electric vehicles is becoming increasingly important with the rising cost of petrol, and the effects emissions from petrol powered vehicles are having on our environment. The University of Waikato and HybridAuto's Ultracommuter electric vehicle was designed, manufactured, and tested. The vehicle has been driven over 1800km with only a small reliability issue, indicating that the Ultracommuter was well designed and could potentially be manufactured as a solution to ongoing transportation issues. The use of titanium aluminide components in the automotive industry was researched. While it only has half the density of alloy steel, titanium aluminides have the same strength and stiffness as steel, along with good corrosion resistance, making them suitable as a lightweight replacement for steel components. Automotive applications identified that could benefit from the use of TiAl include brake callipers, brake rotors and electric motor components.

The reversible and topotactic insertion of guest species within layered host lattices, known as intercalation is a widely studied phenomena. The Layered Double Hydroxides (LDHs) or Anionic Alloys are important class of layered solids with its own distinct ion-exchange host-Guest Chemistry. The LDH structure may be derived from that of Brucite, Mg(OH)2, by random isomorphous substitution of Mg2+ ions by trivalent cations like Al3+, Ga3+ etc. This substitution leaves an excess positive charge on the layers, which is compensated by interlamellar anions. These ions are exchangeable and thus new functionalities can be introduced to ion exchange reactions. Insertion of neutral, non-polar or poorly water-soluble guest molecules remains a challenge. In the present study, two methodologies were adopted to extend the host-guest chemistry of LDHs to neutral and non-polar species, first by using Hydrophobic interaction and second, charge transfer (CT) interaction as driving force. Hlydrophobic interaction as driving force involves functionalization of the Mg-Al-LDH galleries as bilayers, thus covering the essentially hydrophilic interlamellar space of the LDH to one that is hydrophobic and able to solubilize neutral molecules like Anthracene. CT interaction as driving force, involves pre-functionalization of the galleries of the LDH with a donor species e.g. 4-aminobenzoic acid by conventional ion exchange methods to form a LDH-donor intercalated compound. This compound can selectively adsorb acceptor species like Chloranil, Tetracyanoquinodimethane etc. into the interlamellar space of the solid by forming donor-acceptor complexes. The confined donor-acceptor complexes have been characterized by X-Ray Diffraction, UV-Visible, Fourier Transformed Infra-Red and Raman Spectroscopy, Molecular Dynamics Simulations were able to reproduce the experimental results. One dimensional gold nanostructure like nanorods (AuNRs) have received great attention due to their size dependent optical properties, Extending these applications requires assembling the AuNRs into one-, two- and if possible three-dimensional architectures. Several approaches have been developed to assemble AuNRs in two-orientation modes namely end-to-end and side-to-side. The present study self-assembly of the AuNRs has been achieved by anchoring β-cyclodextrin (β-CD) cavities to the nanorods surface. The host-guest chemistry of β-CD has been exploited to assemble the AuNRs. Our strategy was to use a guest molecule that is capable to link β-CD into 1:2 host-guest fashions to link up two β-CD capped nanorods. The guest molecule chosen for the present study was 1,10-phenanthroline. Linkage between the ends of rods leading to V-shaped rods dimmer assembly and side-to-side assembly was achieved by varying the extent of cyclodextrin capping of the AuNRs followed by the addition of linker, 1,10-phenanthroline. The formation of the assembly was characterized using UV-Visible-Near-IR Spectoscopy and Transmission Electron Microscopy.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den besonderen elektronischen Eigenschaften der Übergangsmetall-Aluminide. In Anlehnung an die Quasikristalle und ihre Approximanten zeigt sich, dass selbst Materialien mit kleinen Einheitszellen die gleichen überraschenden Effekte aufweisen. So gibt es unter den Übergangsmetall-Aluminiden auch semimetallische und halbleitende Verbindungen, auch wenn sie aus klassisch-metallischen Komponenten wie Fe, Al oder Cr bestehen. Diese Eigenschaften sind außerdem mit einem tiefen Pseudogap bzw. Gap in der Zustandsdichte und starken kovalenten Bindungen gekoppelt. Bindungen werden im Rahmen dieser Arbeit durch zwei wesentliche Eigenschaften beschrieben. Erstens durch die Bindungsladung und zweitens durch die energetische Auswirkung der Bindung. Es ergibt sich, dass im Fall halbleitender Übergangsmetall-Aluminide zum einen eine Sättigung von bestimmten Bindungen, wie auch ein bindungs-antibindungs-Wechsel bei der Fermi-Energie vorliegt. Mit der Analyse der Nahordnung in Form der sogenannten lokalen Koordinationspolyeder ist es gelungen, eine einfache Regel für Halbleiter aufzustellen, die Fünffachkoordination für Al. Diese Regel besagt, dass Aluminium-Atome mit ihren drei Valenzelektronen nicht in der Lage sind, mehr als fünf gesättigte Bindungen zu ihren nächsten Übergangsmetall-Nachbarn aufzubauen. In exzellenter Übereinstimmung mit den in Annahme gleichartiger Bindungen theoretisch vorhergesagten Bindungswinkel ergibt sich, dass alle binären Übergangs-Aluminid-Halbleiter für die Al-Atome die gleiche Nahordnung aufweisen. Typische Werte für spezifische Widerstände der untersuchten Materialien bei Raumtemperatur liegen im Bereich von einigen 100µOhm cm, was weit größer ist als einige 10µOhm cm wie im Fall der unlegierten Metalle. Überraschend ist außerdem eine hohe Transportanisotropie mit einem Verhältnis der spezifischen Widerstände bis zu 3.0. Eine wesentliche Errungenschaft der Arbeit kann in der Verknüpfung der Eigenschaft des elektronischen Transports und der Bindungseigenschaften gesehen werden. Die geringen Leitfähigkeiten konnten durch geringe Werte in der Zustandsdichte (DOS) und einem bei gleicher Energie stattfindenden bindungs-antibindungs-Wechsel erklärt werden.