In der vorliegenden Arbeit werden zwei Materialklassen behandelt. Im Hauptteil soll die Synthese und Charakterisierung von molekularen Organo-Silber-Komplexen und deren Einsatz als Tintenmaterial in weichen lithographischen Verfahren beschrieben werden. Dadurch sollen strukturierte Schichten des Komplexes zugänglich sein, welche durch entsprechende Nachbehandlung in elementares Silber umgewandelt werden können, wodurch man schließlich strukturierte Silberelektroden erhält. Der Einsatz solcher strukturierter Elektroden ist für die Weiterentwicklung transparenter elektrisch leitender Schichten, welche man im heutigen Alltag in nahezu jedem elektro-optischen Bauteil findet, essentiell. Bisher beruhen transparente Elektroden vorwiegend auf Zinn dotiertem Indiumoxid (ITO), welches zu den transparent leitfähigen Oxiden (TCOs) gehört und sehr gute elektrische Eigenschaften aufweist. TCOs sind transparente Oxide, welche ihre Leitfähigkeit durch den Einbau von Dotierstoffen und eine damit einhergehende Erzeugung von Störstellen im Kristallgitter erhalten. Aufgrund der anhaltenden Indiumverknappung wird allerdings zunehmend nach Alternativen zu ITO gesucht. Neben weiteren transparent leitfähigen Oxiden wie z.B. Antimon oder Fluor dotiertem Zinnoxid besteht die Möglichkeit, auf leitfähige Polymere, Kohlenstoffmaterialien oder Metalle zurückzugreifen. Diese drei Klassen haben den Vorteil des Einsatzes in flexiblen Bauteilen, welcher bei Verwendung der TCOs aufgrund ihrer Brüchigkeit nur begrenzt möglich ist. Metalle weisen dabei die geringsten elektrischen Widerstände auf und sind daher besonders interessant. Die Herausforderung bei der Verwendung von Metallen liegt allerdings im Erreichen der Transparenz. Durch die Strukturierung der Dünnfilme unterhalb des Wellenlängenbereiches des sichtbaren Lichts kann diese gewährleistet werden. Eine Strukturierung kann zum einen durch z.B. chemische oder physikalische Abscheideprozesse und zum anderen durch die bereits angesprochenen weichen lithographischen Verfahren realisiert werden. Die Entwicklung sogenannter Tinten für solche Druckverfahren auf Basis molekularer Organo-Silber-Komplexe stellt daher ein interessantes Forschungsgebiet dar. In einem zweiten, kleineren Teil dieser Arbeit soll die Synthese neuartiger poröser elementorganischer Gerüstverbindungen (EOFs) auf Basis von Phosphor, Antimon und Bismut und deren katalytische Aktivität vorgestellt werden. Die EOFs wurden erstmals 2008 veröffentlicht und zeichnen sich im Gegensatz zu den ebenfalls bekannten metallorganischen Gerüstverbindungen durch kovalente Element-Kohlenstoff-Bindungen aus. Die Materialien, welche meist auf der Basis von Silanen aufgebaut sind, zeichnen sich durch ihre hohe Stabilität gegenüber Luftsauerstoff und Feuchtigkeit aus und zeigen interessante Eigenschaften in der Wasserdampfphysisorption. Die Adsorption von Wasserdampf findet erst in einem hohen Relativdruckbereich statt, was die stark unpolare Oberfläche der EOFs aufzeigt. Durch diese Eigenschaft weisen die Materialien ein großes Potential für die adsorptive Abtrennung von unpolaren Stoffen aus Wasser oder Luft auf. Durch die Substitution des Siliziums durch Zinn konnte gezeigt werden, dass mit geeigneten Metallpräkursoren ebenfalls EOF-Materialien hergestellt werden können, welche neben den bereits genannten Eigenschaften auch Potential für katalytische Anwendungen zeigen. Dieser Weg sollte in der vorliegenden Arbeit aufgegriffen werden. Durch die Integration der Elemente Phosphor, Antimon und Bismut sollten weitere EOF-Materialien synthetisiert und hinsichtlich ihrer katalytischen Eigenschaften untersucht werden. Ein phosphorhaltiges EOF ist vor allem interessant für postsynthetische Infiltration von Übergangsmetallen. Dadurch können essentielle heterogene Katalysatoren zugänglich sein, welche eine große Bedeutung für die Organokatalyse haben, bei denen bisher vorwiegend die homogenen Analoga verwendet werden. Der Ersatz durch heterogene Katalysatoren würde einen wesentlichen synthetischen Fortschritt mit sich bringen, da diese nach der Reaktion einfach abgetrennt werden können und keine aufwendige Aufarbeitung erforderlich ist.

There are two parts in this study. The first part is to test the validity of the assumption of thermodynamic equilibrium between fine particulate (PM2.5) nitrate and ammonium and gas-phase nitric acid (HNO3(g)) and ammonia (NH3(g)). A rough estimation of the characteristic time to achieve thermodynamic equilibrium is first carried out, which suggests that PM2.5 and gas-phase species are in thermodynamic equilibrium. Then equilibrium is tested by calculating the equilibrium concentrations of HNO3(g) and NH3(g) implied by the PM2.5 inorganic composition, temperature and relative humidity observed at the Atlanta Supersite 1999 using ISORROPIA model. The second part of this study is to analyze the ground-level ozone pollution precursor relationships in Hong Kong area. Characteristics of O3 precursors are explored. Trace gases NO and CO, VOCs, absorption coefficient, temperature and solar radiation are associated with the O3 formation. Specific VOC and VOC-sources that contribute most to the formation of photochemical smog are identified. The accuracy of pollutant emission inventories for Hong Kong and PRD region is also assessed. Combined with back trajectory information, dCO/dNOy is used to define whether O3 is locally or regionally occurred. An OBM is used to investigate the relative benefits of various emission-control strategies. Generally the formation of O3 throughout much of Hong Kong area is limited by VOC, in which reactive aromatics are dominant.

Στη παρούσα διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μιας έρευνας σχετικής με το σχεδιασμό, την εφαρμογή και την αξιολόγηση μιας διδακτικής παρέμβασης σχετικής με την οικοδόμηση της έννοιας της κατηγοριοποίησης των ζώων από παιδιά προσχολικής ηλικίας, στα πλαίσια της τυπικής και της μη τυπικής εκπαίδευσης. Η διδακτική αυτή παρέμβαση βασίζεται στις αρχές της ‘εποικοδομητικής’ προσέγγισης για τη διδασκαλία και μάθηση των φυσικών επιστημών και συμπεριλαμβάνει δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα τόσο στο χώρο του σχολείου όσο και σε χώρο ενός μουσείου Ζωολογίας. Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας παρέχονται ενδείξεις σύμφωνα με τις οποίες τα παιδιά μετά το πέρας της διδακτικής παρέμβασης είναι δυνατόν να οικοδομήσουν την έννοια της κατηγοριοποίησης των ζώων με τη χρήση μορφολογικών αντί λειτουργικών ή/και ανθρωπομορφικών κριτηρίων που συνήθως χρησιμοποιούν. Πιο συγκεκριμένα φαίνεται (α) να βελτιώνουν τις γνώσεις τους σχετικά με την αναγνώριση και ονοματοδοσία δειγμάτων ζώων που ανήκουν στις κατηγορίες ‘ερπετό’, ‘πτηνό’, ‘ψάρι’ και ‘θηλαστικό’ και (β) να αναγνωρίζουν μια κατηγορία ζώων από ένα δείγμα ζώου αναφερόμενα στα βασικά μορφολογικά χαρακτηριστικά του. Επίσης διαπιστώνεται ότι η επίσκεψη στο μουσείο ζωολογίας και οι δραστηριότητες που πραγματοποιούνται επί τόπου φαίνεται να συμβάλλουν καθοριστικά στο μετασχηματισμό και την εξέλιξη των νοητικών παραστάσεων των παιδιών για την έννοια της κατηγοριοποίησης των ζώων. / This thesis presents the results of a research concerning the design, implementation and evaluation of a teaching intervention relevant to the classification of animals within the formal and non-formal education. This teaching intervention refers to preschoolers, is based on the principles of 'constructive' approach of teaching and learning of science and includes educational activities which take place both at school and at the zoological museum. According to the findings of the research, there is indications accordance to which children after the end of the teaching intervention are able to construct the concept of classification of animals using morphological characteristics instead of function or anthropomorphic ones. More specifically, this thesis gives indications according to which children after the teaching intervention are able (a) to improve their knowledge on the recognition and denomination of specimens of animals belonging to the categories of 'reptile', 'bird', 'fish' and 'mammal' and (b) to recognize a category of animals by an animal sample based on the morphological characteristics. Finally, it is also noted that the visit to the zoological museum and the educational activities carried out in situ seems to make a significant contribution in the transformation and progress of cognitive representations of children for the concept of classifying animals.

The main aim of this thesis was to characterize membrane-solute interactions using artificial membranes in immobilized liposome chromatography or capillary electrophoresis. The partitioning of a solute into a cell membrane is an essential step in diffusion across the membrane. It is a valid parameter in drug research and can be linked to the permeability as well as the absorption of drugs. Immobilized liposome chromatography was also used to study partitioning of lignin precursor models. Lignin precursors are synthesized within plant cells and need to pass the membrane to be incorporated into lignin in the cell wall. In immobilized liposome chromatography, liposomes or lipid bilayer disks were immobilized in gel beads and the partitioning of solutes was determined. Capillary electrophoresis using disks as a pseudostationary phase was introduced as a new approach in drug partitioning studies. In addition, octanol/water partitioning was used to determine the hydrophobicity of the lignin precursor models. Electrostatic interactions occurred between bilayers and charged drugs, whereas neutral drugs were less affected. However, neutral lignin precursor models exhibited polar interactions. Moreover, upon changing the buffer ionic strength or the buffer ions, the interactions between charged drugs and neutral liposomes were affected. Hydrophobic interactions were also revealed by including a fatty acid or a neutral detergent into the bilayer or by using a buffer with a high salt concentration. The bilayer manipulation had only a moderate effect on drug partitioning, but the high salt concentration had a large impact on partitioning of lignin precursor models. Upon comparing the partitioning into liposomes and disks, the latter showed a more pronounced partitioning due to the larger fraction of lipids readily available for interaction. Finally, bilayer disk capillary electrophoresis was successfully introduced for partitioning studies of charged drugs. This application will be evaluated further as an analytical partitioning method and separation technique.

Neuroendocrine tumors (NET´s) are often characterized by overproduction of peptide hormones. In spite of pronounced clinical symptoms, the tumor lesions can be small and difficult to detect. The general aim of this thesis was to investigate, in vitro and in vivo, some of the potential monoamine pathways present in NET´s, using radiolabeled tracers for positron emission tomography (PET), with the intention to explore the value of PET-imaging in the management of NET´s. We used the 11C-labeled serotonin precursor 5-hydroxy tryptophan (HTP) as the tracer for imaging of NET´s. More than 95% of the subjects displayed a high tracer uptake on PET and tumor detection rate with PET was higher in >50% of the patients compared both to computed tomography (CT) and somatostatin receptor scintigraphy (SRS). The primary tumor was imaged by PET in 84% (16/19), compared to 47% and 42% for SRS and CT, respectively. Tumor visibility was better with PET due to a higher tumor-to-background ratio and a better spatial resolution. There was a strong correlation (r = .907) between changes in urinary-5-hydroxy indole acetic acid and changes in transport rate of 11C-5-HTP during treatment, indicating the use of PET in treatment monitoring of NET´s. Pretreatment with carbidopa decreased the urinary radioactivity concentration four-fold and significantly (p<0.001) increased the tumor tracer uptake. This greatly improved image interpretation and tumor lesion detection. A screening for expression of monoamine pathways in NET´s revealed a high in vitro binding of the monoamineoxidase-A ligand harmine to tumor sections. PET examinations with 11C-harmine could visualize tumors in all patients, including non-functioning endocrine pancreatic tumors (EPT´s). Finally, the in vitro turnover and in vivo distribution of the amino acids glutamate, glutamine and aspartate was investigated. Limited uptake in vivo indicates the lack of utility for these substances as PET-tracers for imaging and characterization of NET´s.

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This article has been published online on 21st May 2014, in Journal of Vacuum Science & Technology A: Vac (Vol.32, Issue 4): http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvsta/32/4/10.1116/1.4878815?aemail=author DOI: 10.1116/1.4878815 This article may be accessed via the issue's table of contents at this link: http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvsta/32/4?aemail=author The surface chemistry of the bis(tri-n-butylphosphane) copper(I) acetylacetonate, [(nBu3P)2Cu(acac)], and the thermal atomic layer deposition (ALD) of Cu2O using this Cu precursor as reactant and wet oxygen as co-reactant on SiO2 substrates are studied by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The Cu precursor was evaporated and exposed to the substrates kept at temperatures between 22 °C and 300 °C. The measured phosphorus and carbon concentration on the substrates indicated that most of the [nBu3P] ligands were released either in the gas phase or during adsorption. No disproportionation was observed for the Cu precursor in the temperature range between 22 °C and 145 °C. However, disproportionation of the Cu precursor was observed at 200 °C, since C/Cu concentration ratio decreased and substantial amounts of metallic Cu were present on the substrate. The amount of metallic Cu increased, when the substrate was kept at 300 °C, indicating stronger disproportionation of the Cu precursor. Hence, the upper limit for the ALD of Cu2O from this precursor lies in the temperature range between 145 °C and 200 °C, as the precursor must not alter its chemical and physical state after chemisorption on the substrate. 500 ALD cycles with the probed Cu precursor and wet O2 as co reactant were carried out on SiO2 at 145 °C. After ALD, in situ XPS analysis confirmed the presence of Cu2O on the substrate. Ex-situ spectroscopic ellipsometry indicated an average film thickness of 2.5 nm of Cu2O deposited with a growth per cycle of 0.05 Å/cycle. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) investigations depicted a homogeneous, fine, and granular morphology of the Cu2O ALD film on SiO2. AFM investigations suggest that the deposited Cu2O film is continuous on the SiO2 substrate.