Zielstellung Gesamtziel der Promotionsarbeit “Neuartige Nanokompositmaterialien für zukünftige elekt-rochemische Energiespeicher” war die Entwicklung und Erprobung innovativer, nanostruktu-rierter Festelektrolytmaterialien für die elektrochemische Energieumwandlung und -speicherung. Die zu entwickelnden Materialsysteme sollten bereits bei Temperaturen unter 700 °C eine höhere Ionenleitfähigkeit als der reinphasige Festelektrolyt aufweisen und damit eine effektivere, umweltfreundlichere Nutzung von Elektroenergie ermöglichen. Experimentelles Gemäß der höheren Leitfähigkeit der Korngrenzen zwischen Elektrolyt und Isolator, ein 3D-Modell eines idealisierten zweiphasigen Kompositmaterials wurde designt. Dafür wurde Ga-dolinium-dotiertem Ceroxid (GDC) wegen seiner hohen ionischen Leitfähigkeit und niedrigen elektrischen Leitfähigkeit als Elektrolyt und Magnesiumoxid- (MgO) als Ioslator ausgewählt. Zunächst wurden sowohl GDC- als auch MgO-Nanopartikel mit unterschiedlichen Synthese-methoden hergestellt. Dazu wurden in dieser Arbeit drei Synthesemethoden untersucht:  Methode 1: “Ausfällung von Mg(OH)2 und thermische Zersetzung zu MgO” für die Synthese der MgO-Nanopartikel,  Methode 2: “Carbonat-Copräzipitationsverfahren” für die Synthese der GDC-Nanopartikel und  Methode 3: “Self-propagating high-temperature synthesis” (SHS) für die Synthese der MgO-Nanopartikel, der GDC-Nanopartikel und der Mischung von GDC- und MgO-Nanopartikeln. Nach der Synthese wurden die Proben gesintert. In dieser Arbeit wurde zunächst die klassi-sche Sintermethode angewendet. Die Proben wurden in einem Kammerofen bei verschiede-nen Temperaturen gesintert. Dann wurde die neue Sintermethode Field Assisted Sintering Technology (FAST) / Spark Plasma Sintering (SPS) erprobt. Realisierte Ergebnisse Keramische Kompositmaterialien auf der Basis von Sauerstoffionen-leitendem Gadolinium-dotiertem Ceroxid- (GDC) und Magnesiumoxid- (MgO) Nanopartikeln wurden mit verschie-denen Präparationsmethoden synthetisiert. Deren Struktur und Eigenschaften wurden mit-tels Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie sowie elektrochemischen Messme-thoden umfassend aufgeklärt und charakterisiert. Wichtigstes Teilergebnis der Arbeit ist die erfolgreiche Entwicklung geeigneter Verfahren zur Synthese und Sinterung der Nanopartikel. Mittels der Synthesemethode SHS ist es erstmals gelungen, Mischungen von GDC- und MgO-Nanopartikeln herzustellen, die folgende erfolgversprechende Eigenschaften haben: passen-de Partikelgrößen (10 bis 20 nm) für beide Materialien, eine enge Partikelgrößenverteilung, geringe Aggregation und gute Homogenität der beiden Komponenten. Mit einem optimier-ten FAST / SPS-Verfahren konnten die auf diese Weise gemischten Pulver ohne wesentliche Partikelvergrößerung mit der gewünschten Größe und hohen Anzahl an Korngrenzen der Nanopartikel gesintert werden. Derart hergestellte Materialproben wiesen im Vergleich zu dem herkömmlich präparierten Festelektrolyt mit größeren Körnern eine ca. 10-fach höhere Leitfähigkeit auf.:Abkürzungsverzeichnis Vorwort Erklärung 1 Einleitung 2 Grundlagen 2.1 Festelektrolyt 2.1.1 Bekannte Festelektrolytmaterialien 2.1.2 Gadolinium-dotiertes Ceroxid (GDC) 2.1.2.1 Cerdioxid 2.1.2.2 Dotiertes Cerdioxid 2.1.3 Kompositmaterial 2.2 Festelektrolyt-Brennstoffzelle (SOFC) 2.2.1 Brennstoffzelle 2.2.2 Festelektrolyt-Brennstoffzelle 3 Zielstellung und Lösungsweg 4 Experimentelles 4.1 Synthesemethoden 4.2 Sintermethoden 4.3 Analysemethoden 4.3.1 Thermogravimetrische Analyse 4.3.2 Röntgen-Diffraktometrie 4.3.3 Rasterelektronenmikroskopie 4.3.4 Transmissionselektronenmikroskopie 4.3.5 Impedanzspektroskopie 5 Ergebnisse und Diskussion 5.1 Ergebnisse und Diskussion der Synthesen 5.1.1 Synthese der MgO-Nanopartikel 5.1.1.1 Ausfällung von Mg(OH)2 und thermische Zersetzung zu MgO 5.1.1.2 Self-propagating high-temperature synthesis (SHS) von MgO 5.1.2 Synthese der GDC-Nanopartikel 5.1.2.1 Carbonat-Copräzipitationsverfahren 5.1.2.2 Self-propagating high-temperature synthesis (SHS) von GDC 5.1.3 Synthese der Mischung von GDC- und MgO-Nanopartikeln 5.1.3.1 Mischen der beiden Sole 5.1.3.2 Mischen der beiden Nassgele mit Labormixer 5.1.3.3 Mischen der beiden Nassgele mit Ultraschallfinger 5.1.3.4 Mischen von GDC-Nassgel und Ausgangssubstanzen des MgO 5.1.3.5 Mischen von MgO-Nassgel und den Ausgangssubstanzen des GDC 5.1.4 Zusammenfassung der Synthesen 5.2 Ergebnisse und Diskussion des Sinterns 5.2.1 Klassische Sintermethode 5.2.2 Field Assisted Sintering Technology (FAST) 5.2.2.1 Sintern der GDC-Proben mittels der FAST-Methode 5.2.2.2 Sintern der Komposit-Proben mittels der FAST-Methode 5.2.3 Zusammenfassung der Sinterergebnisse 5.3 Strukturelle Untersuchungen 5.3.1 Thermogravimetrische Analyse 5.3.2 Röntgen-Diffraktometrie 5.3.3 Elektronenmikroskopische Untersuchungen 5.3.3.1 Elektronenmikroskop-Aufnahmen von MgO-Nanopartikeln 5.3.3.2 Elektronenmikroskop-Aufnahmen von GDC-Nanopartikeln 5.3.3.3 Elektronenmikroskop-Aufnahmen von gemischten GDC-MgO-Nanopartikeln 5.3.3.4 Elektronenmikroskopische Untersuchungen an klassisch gesinterten Proben 5.3.3.5 Elektronenmikroskop-Aufnahmen von mittels FAST gesinterten GDC-Proben 5.3.3.6 Elektronenmikroskopische Untersuchungen an mittels FAST gesinterten Komposit-Proben 5.4 Elektrochemische Untersuchungen 5.4.1 Aufbau des Messgerätes 5.4.2 Impedanzmessungen 5.4.2.1 Vorbereitung der Proben 5.4.2.2 Auswertung der Impedanzspekten 5.4.2.3 Vergleich von FAST- und klassisch gesinterten Proben 5.4.2.4 Untersuchung der Abhängigkeit vom Gasfluss 5.4.2.5 Bestimmung der Korngrenzen-Leitfähigkeiten der mittels FAST gesinterten Proben 5.4.2.6 Vergleich der eigenen Messungen mit Literaturangaben 5.4.2.7 Schlussfolgerung aus den Impedanzmessungen 5.5 Alterungsuntersuchungen 6 Zusammenfassung und Ausblick 6.1 Zusammenfassung 6.2 Ausblick Literaturverzeichnis Publikationen Poster Danksagung Anhang Chemikalienliste

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Mammalian oocytes undergoing meiotic maturation are transcriptionally silent and gene expression is therefore regulated at the level of translation. One of the well established mechanisms employed in translational regulation of maternal mRNAs in oocytes is cytoplasmic polyadenylation. This process is generally controlled by phosphorylation and activation of cytoplasmic polyadenylation element binding protein (CPEB). The aim of this thesis is to determine the role of mitogen-activated protein kinase (MAPK) in regulation of CPEB-mediated cytoplasmic polyadenylation in maturing mouse and porcine oocytes. For this purpose, MAPK activity was inhibited using its specific inhibitor, GDC-0994 and the effect of MAPK inhibition on cyclin B1 mRNA polyadenylation was monitored. In mouse oocytes, MAPK inhibition impaired neither cyclin B1 mRNA polyadenylation nor its translation and MAPK is thus unlikely to be involved in regulation of cytoplasmic polyadenylation in this species. Based on the results of experiments performed using porcine oocytes, the possible role of MAPK in CPEB-mediated cytoplasmic polyadenylation can neither be confirmed nor ruled out. Keywords: cytoplasmic polyadenylation, mouse oocyte, porcine oocyte, mitogen-activated protein kinase (MAPK), cyclin B1, GDC-0994 inhibitor

Ordered mesoporous materials have attracted much attention recently for use in a wide range of applications. The oxidising materials, ceria (CeO₂) and CGO (Ce₀.₉Gd₀.₁O[subscript(2-δ)]) have both been synthesised with ordered mesopores, but a method for the simple fabrication of these materials in high yields with crystalline pore walls has not yet been reported in the literature. This thesis details the development of the vacuum impregnation method for the synthesis of ordered mesoporous materials with emphasis on ceria and CGO. Using the vacuum impregnation method both materials were successfully prepared. The materials exhibited the porous single crystal morphology in high yields, with unusual crystallographic features. Nitrogen physisorption, transmission electron microscopy (TEM), TEM tomography and temperature programmed studies were employed. Temperature programmed studies showed the materials to be catalytically active at lower temperatures than traditionally-prepared ceria. Photovoltaic studies showed that the materials exhibited efficient exciton quenching. The observation of nanowire extrusion during the synthetic procedure assisted in the postulation of a mechanism for product formation in the vacuum impregnation method. The vacuum impregnation method was subsequently shown to be applicable to the synthesis of other materials, with encouraging results presented for ordered mesoporous carbon and Zr₀.₈₄Y₀.₁₆O[subscript(2-δ)]. The syntheses of ordered mesoporous La₀.₈₅Sr₀.₁₅GaO[subscript(3-δ)] and La₀.₇₆Sr₀.₁₉CoO[subscript(3-δ)] were unsuccessful.

Nous avons utilisé des anticorps polyclonaux dirigés contre la protéine T du complexe de la glycine décarboxylase (GDC) pour isoler un ADNc de 1430 pb codant pour la protéine T de pois. L'analyse de la séquence nucléotidique a montré que la protéine T était synthétisée sous forme d'un précurseur comportant un peptide de transit mitochondriale de 30 aminoacides précédant la protéine T mature qui comporte 378 aminoacides. La masse déduite de la séquence primaire est de 40 961 Da et correspond exactement à la valeur mesurée au spectromètre de masse, ce qui indique que le cofacteur de la protéine T, le tétrahydrofolate n'est pas fixé de manière covalente sur la protéine. La structure primaire de la protéine T a pu également être confirmée par analyse en HPLC-ESI/MS et par microséquençage des fragments générés par protéolyse chimique de la protéine T purifiée. Des homologies de séquences avec les protéines T de foie de poulet, de boeuf et de pomme de terre, nous ont permis de localiser des régions hautement conservées comportant des résidus chargés positivement qui pourrait être impliquées dans les intéractions avec le tétrahydrofolate. L'étude de l'expression de la protéine T par Northern et Western-blot a montré que la protéine T et les messagers correspondants était principalement présents dans les tissus foliaires et subissaient une forte induction (8 à 10 fois) à la lumière. Disposant de tous les outils moléculaires nécessaires à l'étude de la biogénèse de la GDC, nous avons étudié les modalités de mise en place du complexe au cours du développement de la feuille de pois. Nous avons observé que la capacité d'oxydation des mitochondries de tissus foliaires durant les premiers stades était négligeable pour augmenter de façon dramatique lorsque la feuille était pleinement ouverte (9 jours). En effet, contrairement à la Rubisco qui est présente dans les chloroplastes dès les tout premiers stades du développement, les protéines de la GDC se mettent en place beaucoup plus tardivement au sein de la matrice mitochondriale. Ce chargement en GDC des mitochondries est tellement important qu'il se traduit par une augmentation de leur densité. L'analyse des transcrits des gènes codant pour les protéines de la GDC (P, H et T) et la petite sous unité de la Rubisco révèle qu'ils sont exprimés dès le 4ième jour de croissance, stade où les mitochondries sont incapables d'oxyder la glycine. Cela suggère l'existence d'un contrôle post-transcriptionnel de l'expression des gènes codant pour les protéines P, H et T de la GDC. Nous avons isolé le gène codant pour la protéine T qui est composé de 4 exons et dont la taille approximative est de 3 kpb. Nous avons détecté deux démarrages de transcription dont l'un présente une séquence riche en pyrimidine proche de la séquence Inr (Initiator element). L'analyse de la région promotrice du gène révèle essentiellement trois régions consensus, découvertes chez les gènes nucléaires codant pour la petite sous-unité de la Rubisco et pour la protéine liant les chlorophylles a/b : une région riche en nucléotide AT, un motif GATA en tandem et la boîte II (GGTTAA). Ces séquences semblent être impliquées dans la réponse à la lumière et dans la spécificité tissulaire. L'incubation de la région riche en nucléotides AT et de la boîte II avec un extrait nucléaire provenant de feuilles vertes a permis de caractériser certains facteurs de transcription similaires à ceux présents chez rbcS3,6 et rbcS3A. Dans la perspective de l'étude structurale de la protéine T, nous avons réussi à surexprimer chez E. coli la protéine T, seule ou en tandem avec la protéine H. La présence de nombreux codons rares dans la séquence nucléotidique, nous a amené à construire des vecteurs coexprimant l'ARNt codant pour l'arginine, de façon à permettre la traduction de la protéine dans la bactérie.

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<p>The introduction of metal supported cells may be a key innovation in the development of solid oxide fuel cell (SOFC) technology. The objective of this study was to develop a process of co-firing the ceramic layers of a solid oxide fuel cell attached to their porous metal support. This is a major departure from the traditional fuel cell architecture where the support layer is a ceramic composite made of YSZ and NiO.</p> <p>The problems to be eliminated during the fabrication process include the warping, cracking and delamination of the cell during the co-sintering process.</p> <p>In this study, the porous metal layer was produced by the freeze tape casting process. During co-sintering, it is necessary to match the relative shrinkage between the metal and ceramic layers. Different parameters which can influence the relative shrinkage were explored, including the heating rate, sintering temperature, sintering time, cell thickness, solid loading of the green tapes, applications of wet and dry hydrogen in the sintering atmosphere, as well as a change of the electrolyte material. Specifically, GDC was tested as an alternative electrolyte to YSZ.</p> <p>Since the porous metal substrate is exposed to air during fuel cell operation, it must be protected from oxidation. Therefore, the pack cementation method was used to apply a layer of aluminum onto the metal substrate. Variables such as temperature and exposure time of the coating materials were investigated in this thesis.</p> / Master of Applied Science (MASc)

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