Durch die Verwendung von 3D-Druck-Verfahren wird die Gestaltung der Komponenten revolutioniert, weil die Form nicht mehr abhängig vom Fertigungsverfahren ist. Dabei werden auch optimale Gitterstrukturen innerhalb der Komponenten immer wichtiger. Diese Stützstrukturen können in Creo Parametric 4.0 mit dem neuen «Lattice-Feature» modelliert und Creo Simulate analysiert werden. Parallel dazu kann man mit ProTopCI (Hersteller CAESS, PTC Partner Advantage, Silver) eine Topologieoptimierung mit Stützstrukturen durchführen. Der Vortrag beleuchtet die Unterschiede dieser 2 Methoden.

Was führt kriminaltechnische Sachverständige zur Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben Es mag ungewöhnlich sein, dass sich hier Kriminaltechniker bzw. kriminaltechnische Sachverständige zu Wort melden. Bedenkt man, dass sich die Kriminaltechnik ja nahezu ausschließlich naturwissenschaftlicher Methoden bedient, so sind allein hierin schon Berührungspunkte vorgegeben. Für uns ist es die Erprobung einer neuen Methode, sich ganz konkret an den Lehrstuhl Konstruktionstechnik/CAD zu wenden. Wir glauben im Übrigen nicht, dass es ungewöhnlich ist, dass die Kriminaltechnik mit universitären Einrichtungen zusammenarbeitet. Immerhin, wenn man in ihre Geschichte schaut, hat sich die Kriminaltechnik aus Zweigen einzelner Naturwissenschaften entwickelt.

A new approach for the fine tuning of flexibility in MOFs, involving functionalization of the secondary building unit, is presented. The "gate pressure" MOF [Zn3(bpydc)2(HCOO)2] was used as a model material and SBU functionalization was performed by using monocarboxylic acids such as acetic, benzoic or cinnamic acids instead of formic acid in the synthesis. The resulting materials are isomorphous to [Zn3(bpydc)2(HCOO)2] in the "as made" form, but show different structural dynamics during the guest removal. The activated materials have entirely different properties in the nitrogen physisorption experiments clearly showing the tunability of the gate pressure, at which the structural transformation occurs, by using monocarboxylic acids with varying backbone structure in the synthesis. Thus, increasing the number of carbon atoms in the backbone leads to the decreasing gate pressure required to initiate the structural transition. Moreover, in situ adsorption/PXRD data suggest differences in the mechanism of the structural transformations: from "gate opening" in the case of formic acid to "breathing" if benzoic acid is used.

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der klinischen Anwendung von zwei neuen Monitoringparametern - Hirngewebe-PO2 in der weißen Substanz (PtiO2), und online intrakranielle Compliance (cICC) - im Rahmen des multimodalen zerebralen Monitorings bei Patienten mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma auseinander. Bezüglich des PtiO2 konnte erstmalig eine Hypoxiegrenze von 8,5 mmHg durch vergleichende Messungen mit der jugular-venösen Oxymetrie ermittelt werden. Ferner konnte gezeigt werden, dass, bei intakter zerebraler Autoregulation, der PtiO2 bei einem zerebralen Perfusionsdruck (CPP) >60 mmHg über dem pathologischen Grenzwert liegt. Eine forcierte bzw. moderate Hyperventilation hingegen, induziert, trotz adäquatem CPP, eine Reduktion des PtiO2, die im individuellen Fall zur Unterschreitung des hypoxischen Grenzwerts führt. Das PtiO2-Verfahren ist somit v.a. dann indiziert, wenn eine Hyperventilationstherapie zur Kontrolle eines pathologisch erhöhten intrakraniellen Drucks (ICP) eingesetzt werden muss. PtiO2-Messwerte bedürfen aber einer kritischen Interpretation, sofern der PtiO2-Katheter in der Nähe einer Kontusion lokalisiert ist. Hier ist der PtiO2, als Ausdruck des perikontusionell reduzierten zerebralen Blutflusses, signifikant erniedrigt und somit nicht repräsentativ für die globale zerebrale Oxygenierung. Für die cICC konnte ebenfalls ein pathologischer Grenzwert angegeben werden (0,5 ml/mmHg). Die Dateninterpretation ist aber, durch die offensichtliche Abnahme der intrakraniellen Compliance mit zunehmendem Lebensalter, erschwert. Ferner bleibt die cICC bzgl. ihrer Datenqualität weit hinter etablierten Parametern zurück, so dass ihre routinemäßige Anwendung zum jetzigen Zeitpunkt nicht zu empfehlen ist. Basierend auf unseren Untersuchungen hat sich das PtiO2-Verfahren international als Langzeitmonitoring der zerebralen Oxygenierung etablieren können. Die cICC hingegen bedarf umfangreicher Systemänderungen, um eine frühe Risikoabschätzung bezüglich eines drohenden ICP-Anstiegs suffizient zu ermöglichen. / The aim of our clinical and experimental studies was to evaluate two new monitoring parameters -brain tissue PO2 (PtiO2) of cerebral white matter, and online intracranial compliance (cICC) - in patients with severe traumatic brain injury by using a computerized multimodal cerebral monitoring system. By comparing PtiO2 with jugular vein oxygen saturation, we were able to establish the hypoxic PtiO2-threshold of 8.5 mmHg. Moreover, we demonstrated that in case of an intact cerebral autoregulation, PtiO2 was well above the hypoxic threshold as long as cerebral perfusion pressure (CPP) stayed above 60 mmHg. However, forced or moderate hyperventilation carried an individual risk of a PtiO2 reduction below the hypoxic threshold despite an adequate CPP. PtiO2 monitoring is therefore particularly indicated, if hyperventilation therapy is necessary for control of pathologically increased intracranial pressure (ICP). However, PtiO2-values needed critical interpretation, if catheters were placed close to contusions. In these situations, PtiO2 has been shown to be significantly reduced, presumably due to low peri-contusional blood flow. Thus, such PtiO2 measurements cannot be taken as representatives of global cerebral oxygenation. In cICC monitoring, a pathological threshold was accomplished (0.5 ml/mmHg). Due to a stepwise cICC reduction with increasing age, cICC data interpretation was aggravated, and cICC data quality was significantly reduced in comparison to other established monitoring parameters. Hence, a routine use of this device is currently not advisable. Based on ours results, the PtiO2-methode has been established internationally as an ideal tool for long-term monitoring of cerebral oxygenation. On the contrary, the cICC system needs extensive alterations in order to anticipate sufficiently pathological ICP rises.

In 1915, Alfred Wegener published his hypotheses of plate tectonics that revolutionised the world for geologists. Since then, many scientists have studied the evolution of continents and especially the geologic structure of orogens: the most visible consequence of tectonic processes. Although the morphology and landscape evolution of mountain belts can be observed due to surface processes, the driving force and dynamics at lithosphere scale are less well understood despite the fact that rocks from deeper levels of orogenic belts are in places exposed at the surface. In this thesis, such formerly deeply-buried (ultra-) high-pressure rocks, in particular eclogite facies series, have been studied in order to reveal details about the formation and exhumation conditions and rates and thus provide insights into the geodynamics of the most spectacular orogenic belt in the world: the Himalaya. The specific area investigated was the Kaghan Valley in Pakistan (NW Himalaya). Following closure of the Tethyan Ocean by ca. 55-50 Ma, the northward subduction of the leading edge of India beneath the Eurasian Plate and subsequent collision initiated a long-lived process of intracrustal thrusting that continues today. The continental crust of India – granitic basement, Paleozoic and Mesozoic cover series and Permo-Triassic dykes, sills and lavas – has been buried partly to mantle depths. Today, these rocks crop out as eclogites, amphibolites and gneisses within the Higher Himalayan Crystalline between low-grade metamorphosed rocks (600-640°C/ ca. 5 kbar) of the Lesser Himalaya and Tethyan sediments. Beside tectonically driven exhumation mechanisms the channel flow model, that describes a denudation focused ductile extrusion of low viscosity material developed in the middle to lower crust beneath the Tibetan Plateau, has been postulated. To get insights into the lithospheric and crustal processes that have initiated and driven the exhumation of this (ultra-) high-pressure rocks, mineralogical, petrological and isotope-geochemical investigations have been performed. They provide insights into 1) the depths and temperatures to which these rocks were buried, 2) the pressures and temperatures the rocks have experienced during their exhumation, 3) the timing of these processes 4) and the velocity with which these rocks have been brought back to the surface. In detail, through microscopical studies, the identification of key minerals, microprobe analyses, standard geothermobarometry and modelling using an effective bulk rock composition it has been shown that published exhumation paths are incomplete. In particular, the eclogites of the northern Kaghan Valley were buried to depths of 140-100 km (36-30 kbar) at 790-640°C. Subsequently, cooling during decompression (exhumation) towards 40-35 km (17-10 kbar) and 630-580°C has been superseded by a phase of reheating to about 720-650°C at roughly the same depth before final exhumation has taken place. In the southern-most part of the study area, amphibolite facies assemblages with formation conditions similar to the deduced reheating phase indicate a juxtaposition of both areas after the eclogite facies stage and thus a stacking of Indian Plate units. Radiometric dating of zircon, titanite and rutile by U-Pb and amphibole and micas by Ar-Ar reveal peak pressure conditions at 47-48 Ma. With a maximum exhumation rate of 14 cm/a these rocks reached the crust-mantle boundary at 40-35 km within 1 Ma. Subsequent exhumation (46-41 Ma, 40-35 km) decelerated to ca. 1 mm/a at the base of the continental crust but rose again to about 2 mm/a in the period of 41-31 Ma, equivalent to 35-20 km. Apatite fission track (AFT) and (U-Th)/He ages from eclogites, amphibolites, micaschists and gneisses yielded moderate Oligocene to Miocene cooling rates of about 10°C/Ma in the high altitude northern parts of the Kaghan Valley using the mineral-pair method. AFT ages are of 24.5±3.8 to 15.6±2.1 Ma whereas apatite (U-Th)/He analyses yielded ages between 21.0±0.6 and 5.3±0.2 Ma. The southern-most part of the Valley is dominated by younger late Miocene to Pliocene apatite fission track ages of 7.6±2.1 and 4.0±0.5 Ma that support earlier tectonically and petrologically findings of a juxtaposition and stack of Indian Plate units. As this nappe is tectonically lowermost, a later distinct exhumation and uplift driven by thrusting along the Main Boundary Thrust is inferred. A multi-stage exhumation path is evident from petrological, isotope-geochemical and low temperature thermochronology investigations. Buoyancy driven exhumation caused an initial rapid exhumation: exhumation as fast as recent normal plate movements (ca. 10 cm/a). As the exhuming units reached the crust-mantle boundary the process slowed down due to changes in buoyancy. Most likely, this exhumation pause has initiated the reheating event that is petrologically evident (e.g. glaucophane rimmed by hornblende, ilmenite overgrowth of rutile). Late stage processes involved widespread thrusting and folding with accompanied regional greenschist facies metamorphism, whereby contemporaneous thrusting on the Batal Thrust (seen by some authors equivalent to the MCT) and back sliding of the Kohistan Arc along the inverse reactivated Main Mantle Thrust caused final exposure of these rocks. Similar circumstances have been seen at Tso Morari, Ladakh, India, 200 km further east where comparable rock assemblages occur. In conclusion, as exhumation was already done well before the initiation of the monsoonal system, climate dependent effects (erosion) appear negligible in comparison to far-field tectonic effects. / Seit der von Alfred Wegener 1915 postulierten Hypothese der Plattentektonik haben viele Forscher Anstrengungen unternommen die Entstehungsgeschichte und den geologischen Aufbau von Gebirgen nachzuvollziehen. Oberflächennahe Abläufe sind ansatzweise verstanden, während Prozesse im Erdinneren weit weniger bekannt sind. Informationen hierüber können jedoch aus den Gesteinen, ihren Mineralen und wiederum deren chemischen Komponenten gewonnen werden, da diese die Entstehung und Entwicklung der Gebirgsbildung “miterlebt”, und wichtige Informationen gespeichert haben. In dieser Arbeit wurden dazu exemplarisch (Ultra-) Hochdruckgesteine ((U-)HP), sogenannte Eklogite, und deren Umgebungsgesteine aus dem nordwestlichen Himalaja, insbesondere aus dem Kaghan Tal in Pakistan untersucht um den Exhumationsprozess von tief subduzierten Krustengesteinen im allgemeinen, und im Hinblick auf mögliche klimabedingte Einflüsse, besser zu verstehen. Die Bildung des Himalajas ist auf die Versenkung, eines südlich der eurasischen Platte angesiedelten Ozeans, der Tethys, und die nachfolgende Kollision Indiens mit dem Eurasischen Kontinent vor und seit etwa 50-55 Millionen Jahre zurück zu führen. Dabei wurden kalter, dichter Ozeanboden und leichtere Krustensegmente rasch in große Tiefen subduziert. Heute sind diese Hochdruck- und ultra Hochdruckgesteine in einigen Bereichen des Himalaja zwischen schwach metamorph überprägten (600-640°C/ca. 5 kbar) Gesteinen und alten Sedimenten der Tethys aufgeschlossen. Anhand von petrographischen, mineral-chemischen, petrologischen und isotopen-geochemischen Untersuchungen dieser (Ultra) Hochdruckgesteine konnte ich zeigen, dass 1) die Gesteine in über 100 km Tiefe also bis in den Erdmantel vordrangen, 2) sie bei ihrem Aufstieg in Krustenbereiche von 40-35 km zuerst von 790-640°C auf 630-580°C abgekühlten um danach wieder auf 720-650°C aufgeheizt zu werden, sie 3) innerhalb von 700.000 Jahren um mindestens 60 km Richtung Erdoberfläche exhumiert wurden und somit 4) Geschwindigkeiten von 9-14 cm pro Jahr erreichten, die der normaler Plattengeschwindigkeiten (>10 cm/a) entspricht, wobei sich 5) dieser Prozess ab 40-35 km auf 0.1-0.2 cm/a stark verlangsamte und auch 6) ab einer Tiefe von 6 km bis zur Erdoberfläche keine, z. B. niederschlagsbedingt, erhöhte Abkühlungsrate zu erkennen ist. Eine schnelle initiale Exhumierung erfolgte durch den Dichteunterschied von leichtem, subduzierten Krustengestein zum dichteren Mantel. Dieser Prozess kam an der Krusten-Mantel-Grenze nahezu zum erliegen, einhergehend mit einer sekundären Aufheizung des Gesteins und wurde, jedoch weit weniger schnell, durch die Kollision der beiden Kontinente Eurasien und Indien und dadurch bedingte Überschiebungen, Faltungen und gravitative Abschiebungen fortgesetzt, die Gesteine zur Oberfläche transportiert und dort freigelegt. Eine erosions- und damit klimabedingte Beschleunigung oder gar gänzlich davon abhängige kontinuierliche Exhumation konnte in dieser Region des Himalajas nicht bestätigt werden. Vielmehr belegen die Daten eine mehrstufige Exhumation wie sie auch im Tso Morari Gebiet (NW Indien) angenommen wird, für weitere Ultrahochdruckareale wie, z. B. das Kokchetav Massif (Kasachstan), den Dabie Shan (China) oder den europäischen Varisziden (z. B. Böhmisches Massiv) jedoch noch geklärt werden muss, um generell gültige Mantel- und Krustenprozesse abzuleiten.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung der Kernmagnetresonanz (NMR) unter extremen Drücken bis 101 kbar. Es wird gezeigt, dass die Empfindlichkeit von NMR Experimenten unter hohen Drücken in Diamantstempel- und ähnlichen Hochdruckzellen im Vergleich zu früheren experimentellen Versuchsanordnungen durch Verwendung von Mikrospulen um mehrere Größenordnungen verbessert werden kann. Die neue Versuchsanordnung wird dann zum einen bei der Untersuchung der Druckabhängigkeit elektronischer Eigenschaften von metallischem Aluminium bis 101 kbar verwendet. Zum anderen wird damit der Pseudogap des Hochtemperatursupraleiters YBa2Cu4O8 bei Drücken bis zu 63 kbar untersucht.

Eine spezielle Art poröser Membranen sind die sogenannten Mikrosiebe. Ihre Dicke ist geringer als der Durchmesser der Poren und sie besitzen eine einheitliche Porengröße und eine dichte Porenpackung. Sie zeichnen sich somit durch eine hohe Trennschärfe aus und eignen sich daher und aufgrund ihres geringen Filtrationswiderstandes besonders für den Einsatz als Filtrationsmedien. Ein Prinzip, um Mikrosiebe herzustellen, ist die Partikel-assistierte Benetzung. Bei dieser Methode wird ein polymerisierbares organisches Öl zusammen mit Kieselgelpartikeln auf einer Wasseroberfläche gespreitet. Nach dem Auspolymerisieren des Öls und dem anschließenden Entfernen der Partikel erhält man die gewünschten Mikrosiebe, welche an den Stellen, an denen sich zuvor die Kieselgelpartikel befanden, Poren besitzen. Die Porengröße der Siebe ist dabei über die Größe der verwendeten Partikel in weiten Grenzen (ca. zwischen 20 nm und 1000 nm) einstellbar und die Größe und Form des Mikrosiebes wird lediglich durch die Flächengröße und -form der zur Herstellung verwendeten Wasseroberfläche vorgegeben. Jedoch ist die mechanische Stabilität der Mikrosiebe für die gewünschte Anwendung als Filtrationsmedium oftmals nicht zufriedenstellend. Daher ist eine Stabilisierung erforderlich. Eine Möglichkeit, diese Stabilisierung zu erreichen, ist das Aufbringen einer externen makroporösen Stützstruktur. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Möglichkeit vorgestellt mittels der Drucktechnik des sog. Inkjet-Druckens eine potentielle Stützstruktur auf ein solches Mikrosieb zu applizieren und dieses somit zu stabilisieren.

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A new approach for the fine tuning of flexibility in MOFs, involving functionalization of the secondary building unit, is presented. The 'gate pressure' MOF [Zn3(bpydc)2(HCOO)2] was used as a model material and SBU functionalization was performed by using monocarboxylic acids such as acetic, benzoic or cinnamic acids instead of formic acid in the synthesis. The resulting materials are isomorphous to [Zn3(bpydc)2(HCOO)2] in the 'as made' form, but show different structural dynamics during the guest removal. The activated materials have entirely different properties in the nitrogen physisorption experiments clearly showing the tunability of the gate pressure, at which the structural transformation occurs, by using monocarboxylic acids with varying backbone structure in the synthesis. Thus, increasing the number of carbon atoms in the backbone leads to the decreasing gate pressure required to initiate the structural transition. Moreover, in situ adsorption/PXRD data suggest differences in the mechanism of the structural transformations: from 'gate opening' in the case of formic acid to 'breathing' if benzoic acid is used.

The article addresses the prospective responsibility of states to protect citizens from emigration pressures. After establishing the moral weight of theinterest in staying, the article proceeds to explain why the interest to stay is comparatively more resistant to restrictions than the interest in exercising freedom of movement across borders. On this basis, the argument is then advanced that immigration fees can be charged on (well-off) immigrants as a means to protect economically vulnerable residents in recipient countries from emigration pressures. The argument that I will advance is in at least one sense nonconsequentialist: it accounts for the need for immigration fees without relying on (problematic) assumptions about the consequences of immigration. Furthermore, the argument is also realistic in so far as it accepts that states have the right to restrict immigration.