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Bei den Verfahren der partiellen Massivumformung, wie dem Bohrungsdrücken, erfährt der Werkstoff eine zyklische Plastifizierung. Dabei bedeutet „zyklisch“ einerseits, dass jedes Werkstoffsegment nur temporär im Umformeingriff ist und dass andererseits der Werkstoff alternierend plastifiziert wird. Inhalt der Arbeit ist die Beschreibung der Geometrie der Umformzone beim Bohrungsdrücken mit Hilfe der Computertomographie und die Untersuchung des zyklisch plastischen Werkstoffverhaltens mit verbleibendem Umforminkrement pro Umformzyklus an Hand von Torsionsuntersuchungen. Mit der Computertomographie ist es gelungen, eine Umformzone bei der partiellen Massivumformung zerstörungsfrei zu analysieren. Die Umformzone kann in zwei Verformungsbereiche aufgeteilt werden. Im Stempelbereich wird der Werkstoff unter einem hohen hydrostatischen Druckspannungsanteil einsinnig plastisch verformt. Im Walkbereich wird der Werkstoff zyklisch plastisch verformt mit einem verbleibenden Umforminkrement pro Zyklus. Das zyklisch plastische Werkstoffverhalten wird von der Verformungsamplitude, der Zyklenzahl, der Verformungsgeschwindigkeit und der Temperatur geprägt. Die Differenzen sowohl zum einsinnigen Werkstoffverhalten als auch bei verschiedenen Verformungsparametern sind in der unterschiedlich ausgeprägten Versetzungszell- und Subkorbildung begründet. Die Umformarbeit unter einsinniger Torsion steht in einem bestimmten Verhältnis zur Umformarbeit unter zyklischer Belastung. Dieses Verhältnis beschreibt der Bauschinger-Energieparameter. Er kann für die energetische Beschreibung zyklisch plastischer Verformungen verwendet werden.

In der vorliegenden Dissertationsarbeit wird auf die Thematik der Entwicklung von Polymerwerkstoffen, basierend auf vollständig natürlichen Resourcen, eingegangen. Die vorliegende Lösung beruht auf der Compoundierung von Polylactid mit unterschiedlich modifizierten Vanillin. Ziel war es, flammschutzwirkende Komponenten einzubringen und die Abhängigkeiten zwischen Zusammensetzung und Eigenschaften aufzuklären. Dem liegt die Absicht zugrunde, optimale Werkstoffe zur Verfügung zu stellen, die sich durch deutlich verbesserte flammhemmende und mechanische bzw. thermo-mechanische Eigenschaften auszeichnen. Die erzeugten modifizierten Vanillin-Derivate sowie deren Composite wurden hinsichtlich der physikalischen und chemischen Struktur mittels REM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC und Zugversuch charakterisiert. Zur Bestimmung der flammwidrigen Eigenschaften wurden UL-94 V, LOI und CCT durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass System aus PLA und einem Vanillin-Phosphorsäure-Ester in Bezug auf werkstofflichen Eigenschaften insgesamt die optimale Leistung aufwies. Die Materialen ergaben eine verbesserte Zähigkeit und erheblich erhöht flammwidrige Eigenschaften. In einem weiteren Schritt wurden MMT und APP, zwei kommerzielle Flammschutzmittel, mit dem PLA/VP System kombiniert. Die daraus abgeleiteten Resultate bewiesen eine synergistische Wirkung zwischen VP und MMT bzw. APP und führten zu besseren Brandklassen bei LOI und UL-94 Brandtests. / The present work demonstrates the development of fully bio-based polymeric composites. It was realized by the compounding of poly(lactic acid) and differently modified vanillin. The aim of this work was to introduce flame retardant components into PLA and to study the flame retardant mechanism. The intention of this approach is the preparation of optimized PLA composites with significantly improved flame retardant, mechanical as well as thermo-mechanical properties. The modified vanillin and the PLA composites based on those vanillin derivatives were characterized by means of SEM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC and tensile test for their physical and chemical structures. UL-94 V, LOI and CCT were carried out to determine the corresponding flame retardant properties. The results showed that, the PLA/VP system represented the best overall performance. The PLA/VP composite exhibited increased toughness and significantly improved flame retardancy. In addition, two commercialized flame retardants, MMT and APP, were introduced into the PLA/VP system, respectively. It was suggested that there were synergic effects between VP and MMT as well as APP. The combined used flame retardants resulted in an improved classification in UL-94 and LOI tests.

Production of genetically-modified mice is strongly dependent on environmental conditions. Mice are commonly housed at 22°C, which is significantly lower than their thermoneutral zone. But, when given a choice, mice often seem to prefer higher ambient temperatures. In the current study we investigated the effect of higher ambient temperature on the production of transgenic mice, with emphasis on embryo and sperm yield and quality. Mice (C57BL/6JOlaHsd) were housed under four different ambient temperatures (22, 25, 28 and 30°C). Female mice were superovulated, and mated with males. As indicators for reproductive fitness, the success of the mating was observed, including embryo yield and quality, as well as sperm count, motility and progressivity. Female mice were found to produce high amounts of high quality embryos from 22 to 28°C. Sperm count dropped continuously from 22 to 30°C, but sperm motility and progressivity remained high from 22 to 28°C. We conclude that mice can be housed at significantly higher temperatures than is commonly recommended without compromising embryo production and quality, or sperm quality. These results could lead to fundamental changes in how mouse facilities are built and operated – especially in warmer climates whereby energy consumption and therefore costs could be significantly reduced.

Die schnell wachsende Dynamik urbaner Räume stellt global eine große Herausforderung für die urbane und ökologische Nachhaltigkeit dar. In den Stadtregionen in Subsahara-Afrika stehen die Strategien und Instrumente der Landnutzungsplanung, die zur Steuerung der urbanen Dynamik für die urbane und ökologische Nachhaltigkeit eingesetzt werden, vor verschiedenen Herausforderungen, einschließlich der unzureichenden Verfügbarkeit von Daten. Das Ziel dieser Forschung ist es, zu einer effektiven Landnutzungsplanung zur Verbesserung der urbanen und ökologischen Nachhaltigkeit beizutragen, indem integrierte empirische Daten aus Geographischen Informationssystemen, Fernerkundung und Umfragen genutzt werden, um detaillierte und neue Einblicke in die urbane Landdynamik zu bieten. Bei der Untersuchung der Diskrepanzen zwischen der vergangenen und der aktuellen städtischen Landbedeckung und den Flächennutzungsplänen wurde die überwachte Klassifizierung (supervised classification) der Landbedeckung von LANDSAT-Daten aus den Jahren 1987, 2002 und 2017 verwendet, um die nicht-städtischen Entwicklungsflächen zu quantifizieren, die an die Stadt/Bebauung verloren gingen. Experteninterviews wurden zur Anleitung und Entwicklung von drei Szenarioalternativen zur Simulation der Landbedeckung von 2017 bis 2030 und 2050 unter Verwendung des Multi-Layer Perceptron Neural Network und Markov-Modellen verwendet. Die Ergebnisse zeigten eine Zunahme der städtischen/bebauten Flächen und große Unstimmigkeiten zwischen der früheren/aktuellen städtischen Landbedeckung und den bestehenden Flächennutzungsplänen. Außerdem zeigten die Ergebnisse eine hohe, geringe und keine potenzielle Beeinträchtigung der geschützten ökologisch sensiblen Gebiete durch die zukünftige urbane Dynamik unter den Szenarien "Business As Usual", "Adjusted Urban Land" und "Regionaler Flächennutzungsplan". Die Methoden und die zur Verfügung gestellten Basisinformationen, insbesondere aus dem “Adjusted Urban Land” Szenario, wären für eine effektive Flächennutzungsplanung von Nutzen. Dies würde dazu beitragen, die urbane und ökologische Nachhaltigkeit der Stadtregionen in Subsahara-Afrika und im gesamten Globalen Süden zu verbessern, wo eine unzureichende Datenverfügbarkeit die Flächennutzungsplanung erschwert. / Global urban dynamics are rapidly increasing, posing a great challenge to urban and environmental sustainability. In Sub-Saharan Africa city-regions, land use planning strategies and instruments used to guide urban dynamic patterns for urban and environmental sustainability are faced with various challenges, including insufficient data availability. The goal of this research is to contribute to effective land use planning for improving urban and environmental sustainability using integrated empirical data derived from Geographic Information Systems, Remote Sensing, and surveys to offer detailed and new insights into urban land dynamics. While investigating the mismatches between the past and current urban land cover and land use plans, the supervised classification of the land cover of LANDSAT data from 1987, 2002, and 2017 was used to quantify the non-urban development areas lost to urban/built-up. Expert interviews were applied to guide and develop three scenario alternatives to simulate land cover from 2017 to 2030 and 2050 using the Multi-Layer Perceptron Neural Network and Markov models. The results indicated an increase in urban/built-up areas and large mismatches between the past/current urban land cover and the existing land use plans. Also, the results indicated high, little, and no potential degradation of the protected environmentally sensitive areas by the future urban dynamics under the Business As Usual, Adjusted Urban Land, and Regional Land Use Plan scenarios respectively. The methods and the baseline information provided, especially from the Adjusted Urban Land scenario would be useful for effective land use planning. This would support improving the urban and environmental sustainability of the Sub-Saharan African city-regions and across the Global South, where insufficient data availability challenges land use planning.