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We review our recent experimental results on the non-destructive quantum-state detection and spectroscopy of single trapped molecules. At the heart of our scheme, a single atomic ion is used to probe the state of a single molecular ion without destroying the molecule or even perturbing its quantum state. This method opens up perspectives for new research directions in precision spectroscopy, for the development of new frequency standards, for tests of fundamental physical concepts and for the precise study of chemical reactions and molecular collisions with full control over the molecular quantum state.

Supramolecular metal-polyphenolic thin sensor films represent a unique class of composite materials. Their properties and sensitivity can be easily modified via controlled self-assembly of their molecular components. Among the different assembly methods, electrochemically triggered processes are extremely powerful because they allow spatial confinement of the film buildup via an electrical stimuli-controlled process. In this article, an approach to employ the electrochemically assisted self-assembly of a multicomponent supramolecular film based on a naturally occurring polyphenol, tannic acid (TA), is featured. Here, the capacity of polyphenolic compounds to form complexes with metal ions, as well as to act both as reducing agents and stabilizers in colloidal synthesis of metal nanoparticles (NPs) is utilized. The electrochemically triggered self-assembly can be coupled with the ion – printing method, in which the targeted metal ion, in this case Al(III), is incorporated into the film during the synthesis and chemically removed afterwards. This procedure results in a template-like structure of the film with openings ready to bind the same metal ion from the probed solution, thus significantly improving the selectivity of the sensor formed and enhancing its applicability for sensing of toxic metal ions in complex aqueous solutions, such as physiological fluids.

The number (n) and diameter (d) of superheated droplets in bubble detectors of Type T-12 have been determined with high-energy heavy ions 56Fe, 84Kr and 132Xe at HIMAC accelerator in the National Institute of Radiological Sciences (NIRS), Chiba Japan. The approach to determining the number and diameter of superheated droplets is based on determination of (1) the average gap distance (g) between two neighboring bubbles in a track of high-energy heavy ion and (2) the volume ratio (VL/V) of superheated droplets to the whole volume of the detector. The volume ratio is known from preparation process of bubble detectors. The average gap distance can be obtained from the mean of gap distances measured between two neighboring bubbles in a track of heavy ion. From g and VL/V one can obtain the two basic parameters n and d of the bubble detector, which are unknown due to invisibility of superheated droplets in bubble detector. Four batches of bubble detectors of Type T-12 were calibrated by this approach. It shows that the average gap distance of bubbles in the detectors is ∼1 mm, the volume density (number n) of superheated droplets in the detectors is ∼106 cm−3 and the diameter of superheated droplets is in the range from ∼30 to 50 μm. It also shows that the two parameters n and d are different from batch to batch of the detectors when VL/V is the same. Therefore, one should make a calibration of bubble detectors at accelerator with heavy ions before using the detectors. This property is similar to that of etch track detectors (SSNTD). Keywords: Bubble detector, Number of superheated droplets, Diameter of superheated droplets, Gap distance between two neighboring bubbles in a track, Calibration of bubble detectors with heavy ions at accelerator, Grubbs criteria for rejecting parasitic erroneous data

We propose a novel method of determination of the dust particle spatial distribution in dust clouds that form in three-dimensional (3D) complex plasmas under microgravity conditions. The method utilizes the data obtained during the 3D scanning of a cloud and provides a reasonably good accuracy. Based on this method, we investigate the particle density in a dust cloud realized in gas discharge plasma in the PK-3 Plus setup onboard the International Space Station. We find that the treated dust clouds are both anisotropic and inhomogeneous. One can isolate two regimes, in which a stationary dust cloud can be observed. At low pressures, the particle density decreases monotonically with the increase of the distance from the discharge center; at higher pressures, the density distribution has a shallow minimum. Regardless of the regime, we detect a cusp of the distribution at the void boundary and a slowly varying density at larger distances (in the foot region). A theoretical interpretation of obtained results is developed that leads to reasonable estimates of the densities for both the cusp and foot. The modified ionization equation of state, which allows for violation of the local quasineutrality in the cusp region, predicts the spatial distributions of ion and electron densities to be measured in future experiments., Comment: 37 pages, 13 figures

Sodium-ion batteries (SIBs) are potential low-cost alternatives to lithium-ion batteries (LIBs) because of the much greater natural abundance of sodium salts. However, developing high-performance electrode materials for SIBs is a challenging task, especially due to the ?50% larger ionic radius of the Na+ ion compared to Li+, leading to vastly different electrochemical behavior. Metal phosphides such as FeP, CoP, NiP2, and CuP2 remain unexplored as electrode materials for SIBs, despite their high theoretical charge storage capacities of 900–1300 mAh g–1. Here we report on the synthesis of metal phosphide nanocrystals (NCs) and discuss their electrochemical properties as anode materials for SIBs, as well as for LIBs. We also compare the electrochemical characteristics of phosphides with their corresponding sulfides, using the environmentally benign iron compounds, FeP and FeS2, as a case study. We show that despite the appealing initial charge storage capacities of up to 1200 mAh g–1, enabled by effective nanosizing of the active electrode materials, further work toward optimization of the electrode/electrolyte pair is needed to improve the electrochemical performance upon cycling.

Arch��ologischer Anzeiger, 1. Halbband 2009, Die auf der rechten Seite des Reliefs im Agora-Museum Inv. I 7154 dargestellte Szene ist als die ��bergabe des neu geborenen Dionysos durch Hermes an die Nymphen gedeutet worden. Eine Darstellung dieses Inhalts steht jedoch in keinerlei Zusammenhang mit dem Nordabhang der Akropolis, auf den die dargestellten Gottheiten Zeus, Demeter, Apollon, Artemis, die Nymphen und Pan verweisen, die dem Geschehen beiwohnen. Der Schauplatz der Handlung steht unmittelbar mit dem kleinen Ion in Zusammenhang, dem Sohn des Apollon und der Kreusa, den seine Mutter in der H��hle des Apollon ausgesetzt hatte, von wo Hermes das Kind nach Delphi brachte. Die neue Deutung erm��glicht ein besseres Verst��ndnis der ikonographischen Details des Reliefs, dessen Stifter nach der Inschrift auf der Bodenleiste Neoptolemos, Sohn des Antikles, aus Melite war, ein reicher Athener, der sich um zahlreiche Athener Heiligt��mer verdient gemacht hatte.

Herein we present a general approach to metal and metal oxide nanoparticles using simple metal salts as starting materials. The reducing agent can be delivered in the form of the anion incorporated into the metal precursor respectively ionic liquid. Exemplary we demonstrate the synthesis of Cu and Ag as well as ZnO and NiO nanoparticles generated either from acetate or carbonate salts. All particles are synthesised by microwave heating without the necessity of inert conditions. Two different types of ionic liquids have been used as reaction media – tetra-n-butylphosphonium acetate (n-Bu4POAc) and 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium N,N-bis(trifluoromethylsulfonyl)imid (bmmim NTf2). In this case, the choice of the ionic liquid seems to have significant influence on the size, shape and dispersity of the synthesised particles. It is clearly shown that the acetate anion present in all reaction mixtures can act as an inexpensive and nontoxic reducing agent. The final products in solid, liquid and gaseous phase have been characterised by XRD, TEM, NMR, FT-IR and online gas-phase MS.

Der chronisch erhöhte Blutdruck gehört zu den häufigsten pathologischen Befunden in der westlichen Welt und stellt aufgrund seiner Bedeutung für kardiovaskulär bedingte Erkrankungen ein gravierendes Problem dar. Bei der essentiellen arteriellen Hypertonie handelt es sich um ein multifaktoriell bedingtes Krankheitsbild, dem nach derzeitigem Kenntnisstand sowohl Umweltfaktoren, als auch genetische Determinanten zugrunde liegen. Im Gegensatz zu den wenigen monogenetisch bedingten Hypertonieformen sind die Effekte der einzelnen beteiligten Gene gering, und erst eine Interaktion von multiplen Genen mit blutdruckregulierenden Eigenschaften führt zu einer Manifestation der Erkrankung. Durch die Anwendung genetischer Methoden haben sich für die Analyse von Faktoren, die an der Entstehung einer Hypertonie beteiligt sind, zahlreiche neue Perspektiven eröffnet. Um einen tieferen Einblick in die Ätiologie der essentiellen Hypertonie zu gewinnen, ist es von großem Interesse, wie sich wichtige Systeme für die Blutdruckregulation bei der Entstehung von Hypertonien beeinflussen. Monogenetisch verursachte Krankheiten stellen eine einzigartige Möglichkeit dar, um den Zusammenhang zwischen Umwelteinflüssen, wie z.B. Kochsalzabusus, und genetischen Faktoren untersuchen zu können. Eine dieser monogenetischen Erkrankungen ist das Liddle`s Syndrom, das zu einer Fehlregulation des ENaC führt und deren Folge eine salzsensitive Hypertonie ist. Mäuse mit einer homozygot vorliegenden genetischen Deaktivierung der β1-Untereinheit des Ca (hoch 2+)-aktivierten Kaliumkanals (BK β1 d/d) weisen einen signifikant erhöhten mittleren arteriellen Blutdruck auf. Außerdem zeigen die BK β1-KO Mäuse einen erhöhten arteriellen Tonus in isolierten Gefäßen. Auf der Basis dieser Beobachtungen wurde geschlussfolgert, dass die arterielle Hypertonie bei BK β1- KO Mäusen eine direkte Konsequenz des erhöhten myogenen Tonus in arteriellen Widerstandsgefäßenen ist. Da die BK β1-KO Mäuse aber außerdem signifikant erhöhte Plasmaaldosteronkonzentrationen aufweisen, deren Ursache noch nicht hinlänglich geklärt ist, geht man zur Zeit davon aus, dass der Hypertonus zu einem großen Teil durch den erhöhten Plasmaaldosteronspiegel hervorgerufen wird. Das in dieser Arbeit untersuchte Mausmodell ist eine durch Kreuzung von Mäusen mit genetischer Inaktivierung der β1-Untereinheit des Ca(hoch2+)-abhängigen Kaliumkanals (BK β1 d/d) und Mäusen, bei denen durch genetische Manipulation eine Überaktivierung (gain of function) des ENaC induziert wurde (L/L), entstandene Doppelmutante. Es beruht damit auf zwei genetischen Defekten, die jeder für sich in homozygoter Ausprägung ein Modell für eine arterielle Hypertonie darstellen und phänotypisch einen Hyperaldosteronismus bzw. Pseudohyperaldosteronismus aufweisen, der durch unterschiedliche Mechanismen induziert wird. Sowohl das RAAS, als auch die renale Salz- und Wasserhomöostase werden durch die genetischen Veränderungen beeinflusst. Die einzelnen genetischen Veränderungen verursachen bei heterozygotem Auftreten im Tiermodell unter physiologischen Haltungsbedingungen keinen Bluthochdruck. Vor diesem Hintergrund war das Ziel dieser Arbeit zu klären, ob bei gleichzeitigem Auftreten der Mutationen im heterozygoten Genotyp durch Interaktionen im Phänotyp eine Hypertonie verursacht wird und die Blutdruckregulation Unterschiede aufweist. Durch die Bestimmung der Plasmakonzentrationen von Aldosteron und der wichtigsten Elektrolyte sollten Anhaltspunkte über die Aktivität des RAAS und über pathophysiologische Veränderungen der Salz- und Wasserhomöostase gewonnen werden. Schließlich wurde der Einfluss einer unterschiedlichen Salzbelastung auf den Phänotyp der doppelheterozygoten Mausmutante untersucht. Hierzu wurden in vier Versuchsserien an adulten männlichen doppelheterozygoten Mausmutanten (+/L +/d), dem entsprechenden Wildtyp (+/+ +/+), sowie teilweise an einzelheterozygyoten Mäusen (+/L +/+ und +/+ +/d) die folgenden Untersuchungen durchgeführt: 1\. Messung des mittleren arteriellen Blutdrucks und der Herzfrequenz an wachen und ungestressten Mäusen über einen chronischen arteriellen Katheter am 2. und 3. Postoperativen Tag. 2\. Entnahme von Blutproben über den arteriellen Katheter mit anschließender Bestimmung der Plasmakonzentration von Aldosteron, Elektrolyten und Kreatinin. 3\. Entnahme der Herzen mit Bestimmung des Herzgewichts sowie des Gewichts des linken und rechten Ventrikels. Anschließende Berechnung des Verhältnisses von Herzgewicht bzw. Gewicht des linken Ventrikels zum Körpergewicht als Index einer myokardialen Hypertrophie. 4\. Entnahme der Nieren mit Bestimmung des Gesamtnierengewichts. Anschließende Berechnung der Verhältnisses vom Gesamtnierengewicht zum Körpergewicht. 5\. Messung der hämodynamischen Parameter (MAD, Systole, Diastole), der Herzfrequenz und der Aktivität mittels radiotelemetrischen Messverfahrens; a Auswertung der Mittelwerte b Auswertung des Zirkadianen Rhythmus c Auswertung der unterschiedlichen Salzbelastung 6\. Stoffwechselbilanzierung im metabolischen Käfig unter unterschiedlicher Salzbelastung Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1\. Die doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) wiesen gegenüber den heterozygoten BK β1-KO-Mäusen (+/+ +/d) einen signifikant erhöhten MAD auf. 2\. Die Befunde der morphometrischen Untersuchungen ergaben ein erhöhtes relatives linksventrikuläres Herzgewicht der doppelheterozygoten Tiere (+/L +/d) gegenüber den Wildtypen (+/+ +/+). 3\. Die Plasmaaldosteronkonzentration der doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) und der heterozygoten Liddle-Mäuse (+/L +/+) war gegenüber den Wildtypen (+/+ +/+) und den heterozygoten BK β1 -KO-Mäusen (+/+ +/d) signifikant erniedrigt. Ebenso war der Plasmaaldosteronspiegel der heterozygoten BK β1-KO-Mäuse (+/+ +/d) gegenüber den Wildtypen (+/+ +/+) tendenziell erhöht. 4\. Die Plasmakonzentrationen von Na(hoch+), K(hoch+) und Cl(hoch)- der doppelheteroygoten Mäuse (+/L +/d) unterschieden sich nicht von denen der Wildtyp Mäuse (+/+ +/+). Der Plasmaspiegel des Kreatinin lag dagegen bei den doppelheterozygoten Mäusen (+/L +/d) signifikant über dem der Wildtyp Mäuse (+/+ +/+). 5\. Die doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) zeigten während der radiotelemetrischen Blutdruckmessung einen ihrer Spezies entsprechenden zirkadianen Rhythmus. 6\. Sowohl die hämodynamischen Parameter als auch die Aktivität der doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) sind während der nächtlichen Aktivitätsphase signifikant höher als die der Wildtyp Mäuse (+/+ +/+). 7\. Unter der salzarmen Diät während der radiotelemetrischen Blutdruckmessung ergab ein direkter Vergleich der Tagesmittelwerte, dass der MAD der doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) signifikant über dem der Wildtypen (+/+ +/+) lag. 8\. Sowohl die Werte der Herzfrequenz als auch die der Aktivität der doppelheterozygoten Mäuse (+/L +/d) während der radiotelemetrischen Blutdruckmessung lagen bei einem direkten Vergleich der Tagesmittelwerte unter allen Diäten signifikant über den Werten der Wildtypen (+/+ +/+). 9\. Die Umstellung der Salzbelastung hatte keinen signifikanten Einfluss auf die hämodynamischen Parameter beider Versuchsgruppen. 10\. Die Versuche im metabolischen Käfig konnten keine eindeutigen Ergebnisse hinsichtlich der Ein- und Ausfuhrbilanzierung liefern. Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit kein deutlich ausgeprägter Gen-Dosis- Effekt nachgewiesen werden. Dennoch scheint die Kombination der beiden genetischen Defekte in heterozygoter Ausprägung einen milden Effekt auf die Blutdruckregulation auszuüben., Chronic high blood pressure is one of the most common diagnostic findings in the western world and poses a serious health problem due to its association with cardiovascular diseases. Essential arterial hypertonia is a multifactorially caused disease that to present knowledge is both linked to environmental factors and genetic determinants. Compared to the few monogenetically caused hypertonia forms, the effects of individual genes on the manifestation of hypertonia are minor. Only an interaction of multiple genes responsible for blood pressure adjustments leads to a manifestation of the disease. With the use of genetic methods numerous new perspectives have evolved for the analysis of factors associated with hypertonia. For a better understanding of essential hypertonia etiology, it is of large interest to comprehend the interaction of essential systems for blood pressure regularization. Monogenetically caused diseases provide an outstanding possibility to examine the interdependence of environmental influences, e.g. the extensive use of sodium, and genetic factors. One of these monogenetic illnesses is the Liddle syndrome that leads to an abnormal regularization of the ENaC and thus sodium sensitive hypertonia. Mice with a homozygous genetic deactivation of the β1 subunit of the Ca(2+squared)-activated potassium channel (BK β1 d/d) have a significantly increased mean arterial blood pressure. In addition, the BK β1-KO mice display an increased arterial tonus in isolated vessels. Based on these observations the conclusion was drawn that arterial hypertension in BK β1-KO mice directly results from the increased myogenic tonus in the arterial resistance vessels. However, the BK β1-KO mice also have a significantly increased plasma aldosterone concentration that researchers were not fully able to explain yet. It is currently assumed that the hypertension in BK β1-KO mice is to a large extent caused by the increased aldosterone concentration. The examined mouse model in this study is a double mutant caused by a crossing of mice with a genetic inactivation of the Ca(2+squared)-dependent potassium channel (BK β1 d/d) and with genetically manipulated mice with an over-activation (“gain of function") of the ENaC (L/L). Therefore, this mice model is based on two genetic defects which each in itself - if expressed homozygous - resembles a model for arterial hypertension. This model phenotypically induces a hyperaldosteronism or pseudohyperaldosteronism, respectively, caused by different mechanisms. Both the RAAS as the renal salt and water homeostasis are affected by genetic changes. Yet, individual heterozygous genetic changes do not cause high blood pressure (animal model under physiological conditions). The aim of this study was to investigate whether the simultaneous occurrence of mutations in a heterozygous genotype results in hypertension due to subsequent phenotype interactions. Furthermore, it should be investigated, whether this simultaneous occurrence leads to differences in blood pressure regulation. By determining plasma concentrations of aldosterone and other important electrolytes should be gained information on the activity of RAAS-related and pathophysiological changes in salt and water homeostasis. Finally, it should be investigated the influence of different salt exposures on the phenotype of the double heterozygous mutant mouse. For this purpose, in four experiments series the following tests were performed on an adult male double heterozygous mutant mice (+/L +/d), the corresponding wild-type (+/+ +/+), and a single heterozygous mice (+/L +/+ and +/+ +/d): 1\. Measurement of the mean arterial blood pressure and heart rate in awake and unstressed mice using a chronic arterial catheter on the second and third postoperative day. 2\. Blood sampling via the arterial catheter followed by measurement of plasma concentration of aldosterone, electrolytes and creatinine. 3\. Heart removal with determination of heart weight and the weight of the left and right ventricle. Ratio calculation of total heart weight or left ventricel weight, respectively, to body weight as an index of myocardial hypertrophy. 4\. Removal of the kidneys with the determination of total kidney weight. Subsequent ratio calculation of total kidney weight to body weight. 5\. Measurement of hemodynamic parameters (mean arterial blood pressure, systole, diastole), heart rate and activity by radiotelemetric measurement method: a Evaluation of the mean values. b Evaluation of the circadian rhythm. c Evaluation of the different salt concentrations. 6\. Metabolism analysis in the metabolic cage under different salt exposures. The results can be summarized as the following: 1\. The double heterozygous mice (+/L +/d) showed a significant increase in mean arterial blood pressure compared to the BK β1-heterozygous knockout mice (+/+ +/d). 2\. The findings of the morphometric studies showed an increased relative weight of the left ventricular heart in double heterozygous animals (+/L +/d) compared to the wild type (+/+ +/+). 3\. The plasma aldosterone concentration of double heterozygous mice (+ / L + / d) and the heterozygous Liddle mice (+/L +/+) were significantly lower compared to the wild type (+/+ +/+) and the heterozygous BK_1-KO mice (+/+ +/d). Likewise, the plasma concentrations of aldosterone of the heterozygous BK β1-KO mice (+/+ +/d) tended to be higher compared to the wild type (+/+ +/+). 4\. The plasma concentrations of Na(+squared), K(+squared) and Cl(-squared) of double heterozygous mice (+/L +/d) did not differ from those of wild-type mice (+/+ +/+). The plasma creatinine levels of the double heterozygous mice (+/L +/d) were significantly higher than those of wild-type mice (+/+ +/+). 5\. The double heterozygous mice (+/L +/d) showed a (for their species) typical circadian rhythm in the radiotelemetric blood pressure measurement. 6\. Both the hemodynamic parameters and the activity of double heterozygous mice (+/L+/d) were significantly higher during the nocturnal activity phase than of the wild-type mice (+/+ +/+). 7\. Given a low-salt diet in direct comparison of the daily average values , the mean arterial blood pressure was significantly higher for double heterozygous mice (+/L +/d) than for the wild type (+/++/+) in the radiotelemetric blood pressure measurements. 8\. In direct comparison of the daily average values of all diets in the radiotelemetric blood pressure measurement, both the values of heart rate and the activity were significantly higher for the double heterozygous mice (+/L+/d) than for the wild type (+/+ +/+). 9\. Conversion of the salt load had no significant influence on hemodynamic parameters of the two experimental groups. 10\. The experiments in the metabolic cage could not provide clear results in terms of influx and elimination balance analysis. In conclusion, in this thesis no explicit gene-dose effect could be detected. Nevertheless,the combination of the two genetic defects in heterozygous expression seems to have a mild effect on blood pressure regulation.

Um das Risswachstum bereits in der Anfangsphase zu unterbinden und spontanes Materialversagen zu vermeiden, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen jetzt im BMBF-Projekt "OSIRIS" selbstheilende Elastomere entwickelt, die sich autonom reparieren können.

In dieser Arbeit wurden selbstorganisierte SAMs auf Au(111) als Modellsystem für grundlegende Untersuchungen zu Schlüsselreaktion bei der Korrosionsbedingten Degradation an der Grenzfläche organische Phase/Metall untersucht. Die besonders gefährliche, weil schnelle, kathodische Delamination wird durch Sauerstoffreduktion an der Grenzfläche, die galvanisch an den korrodierenden Defekt gekoppelt ist, vorangetrieben. Daher sind die Sauerstoffreduktion und die durch sie ausgelösten Degradationsprozesse an der Grenzfläche von großem wissenschaftlichem Interesse. Kernidee der Arbeit war, dass Thiolmonolagenfilme im Gegensatz zu dickeren organischen Beschichtungen einen direkten Zugang zur Grenzfläche ermöglichen, da sie quasi die Grenzfläche selber simulieren. Des Weiteren können die selbstorganisierten Monolagenfilme mittels STM und anderen Methoden hervorragend in ihrer Struktur charakterisiert werden, was prinzipiell eine Korrelation zwischen Struktur und Reaktivität erlauben sollte.

We describe the experimental setup and investigation of the transport of alkali ions through poly(para)xylylene membranes. It consists of an ion source where a continuous beam of alkali ions is generated from a surface emitter. Via ion-optics the ions are guided to an middle chamber where the ion beam can be deflected via an pulsed voltage at a system of deflection plates to create an pulsed ion beam. The ions are then guided into the main chaimber where the interactions with the free-standing mambranes of variable thickness is investigated as a function of the impact energy. The transport of the alkali ions most likely proceeds through pores or porosities in the mambranes and is observed at an impact energy of several hundret volts. At the highest impact energies empolyed (around 2000eV) the transmission of secondary electrons is observed, most likely due to collision processes causing kinetic electron emisssion., Untersucht wird der Transport von K+ und Cs+-Ionen durch Porositäten in Poly(para)Xylylen-Membranen. Diese werden hierzu freistehend präpariert und in einer UHV-Apparatur montiert. Untersuchungen zum Transportprozess erfolgen mit thermionischen Emittern welche K+ und Cs+ Ionen emittieren. Hierbei werden Untersuchungen mit kontinuierlichem und gepulstem Ionenstrahl durchgeführt. Die Apparatur besteht aus einer Ionenquelle, in welcher die Alkaliionen thermionisch erzeugt werden. Diese werden durch eine Ionenoptik geführt und in eine Zwischenkammer verbracht. Hier kann der kontinuierliche Ionenstrahl durch geeignete gepulste Spannung an einem System von Ablenkplattenpaaren in einen gepulsten Ionenstrahl gewandelt werden. Nach dem Transfer der Ionen in die Hauptkammer können dort Untersuchungen an freistehend präparierten Membranen unterschiedlicher Dicke und in Abhängigkeit von der Stoßenergie der auftreffenden Ionen durchgeführt werden. Der Transport von Alkaliionen erfolgt im Wesentlichen durch Poren und Porositäten innerhalb der Membranen bei Energien von einigen hundert Elektronenvolt. Bei einer kinetischen Energie der auftreffenden Ionen von 2000eV wird der Transport von sekundär in den Membranen erzeugten Elektronen beobachtet.

The organometallic complexes ([Ru(COD)(2-methylallyl)2] and [Ni(COD)2] (COD = 1,5-cyclooctadiene) dissolved in imidazolium ionic liquids (ILs) undergo reduction and decomposition, respectively, to afford stable ruthenium and nickel metal(0) nanoparticles (Ru(0)-NPs and Ni(0)-NPs) in the absence of classical reducing agents. Depending on the case, the reduction/auto-decomposition is promoted by either the cation and/or anion of the neat imidazolium ILs.

We present the first structural determination of the Pt2(P2O5H2)44– anion in solution by analyzing the extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectrum of the Pt LIII edge. The data could be fit with a simple model involving single and multiple scattering paths to near and far P-atoms, bridging O-atoms, and the other Pt-atom in the binuclear complex. A Pt–Pt distance of 2.876(28) Å and a Pt–P bond length of 2.32(4) Å are obtained. These values are in line with distances found in previous X-ray diffraction studies. The assignment of the EXAFS spectrum of the Pt2(P2O5H2)44– anion in its ground state is required for future time-resolved X-ray absorption measurements with the goal of determining the structure and dynamics of the complex in the 1,3A2u excited states.

Laser-cooled ions in linear Paul Traps are one of the most promising candidates for a quantum computer. This thesis reports on the construction and operation of a segmented Paul trap. The trap was fabricated in UHV-compatible printed-circuit-board (PCB) technology and consists of 15 segments with a minimum segment width of 0,5 mm. With the large number of segments it is unique in Europe. Although a PCB-trap may not be suitable for large-scale quantum computers, the advantage of such a trap is fast and reliable fabrication with low fabrication costs. Therefore this technology is ideal for rapid testing of new trap geometries and ion shuttling methods. Experiments were carried out with individual laser-cooled 40Ca+ ions stored in the trap and observed by detecting their fluorescence. Measured trap frequencies agree to numerical simulations at the level of a few percent, demonstrating the fabrication accuracy of the segmented trap. Compensation voltages are used to cancel stray fields. The long time stability of these compensation voltages over many months is comparable to a conventional unsegmented trap. To determine the short time stability of the PCB-trap, the heating rate of the motional mode of an ion was measured by detecting fluoresence during Doppler cooling of heated ions. The observed heating rate was much higher than expected due to a massive deposition of calcium on the trap electrodes. Transport dynamics of a single trapped ion was investigated by shuttling the ion between trap locations 2mm apart. A non-adiabatic transport in roughly two oscillation periods in the axial trap potential was achieved. The quality of a transport function was evaluated with two different methods: the success probability and the excess energy of the ion after transport. The measurements were compared with numerical simulations of the classical energy transfer due to the transport. Finally, a string of ions held in a common trap was separated into two distinct traps.

Alkaline and alkaline earth cations have been used in the synthesis of SBA-3, a silica mesoporous materials. These cations can not substitute silicon in the silica structure. However, we found that...

A new one-step protocol for the synthesis of acetoxy lactams starting from imides has been developed. This method involves regiospecific reduction of the imide with LiEt 3 BH, then capture of the transient lithium alkoxide by acetic anhydride.

Hochgeladene Ionen stellen einen extremen Zustand der Materie dar, wie sie vornehmlich in kosmischen Plasmen zu finden ist. Die labormäßige Erzeugung und (spektroskopische) Untersuchung hochgeladener Ionen liefert wichtige Daten und Erkenntnisse für die Astrophysik und Fusionsforschung. Aufgrund ihrer zum Teil exotischen Eigenschaften besitzen hochgeladene Ionen ein großes Potential für eine Vielzahl neuer Anwendungen. Die bisher weltweit einzige Elektronenstrahl-Ionenfalle, die hochgeladene Ionen bis hin zu vollständig ionisierten Ionen unter Raumtemperaturbedingungen erzeugen und bereitstellen kann, die Dresden EBIT, ist Gegenstand der vorgelegten Arbeit. Die Dresden EBIT zeichnet sich neben ihrer Kompaktheit und einer einfachen Bedienung durch ihre Langzeitstabilität aus. Sowohl über Röntgenspektren als auch über die Extraktion der Ionen aus der EBIT konnte für eine Reihe von Elementen der Nachweis der Erzeugung von vollständig ionisierten Ionen bis Z=28 erbracht werden. Für schwere Elemente können Ionenladungszustände bis hin zu neonähnlichen Ionen erzeugt werden. Entscheidenden Einfluss auf den erzielten mittleren Ladungszustand hat die Ioneneinschlusszeit. Die zeitliche Entwicklung der Ladungszustandsverteilung, wie sie im Zusammenspiel der verschiedenen atomaren Prozesse simuliert werden kann, ist sowohl an einer Reihe von röntgenspektroskopischen Messungen als auch anhand von Extraktionsspektren untersucht worden. Neben der Beladung der EBIT mit gasförmigen Elementen ist insbesondere die Beladung mit Metallen, d. h. mit einem möglichst breiten Spektrum an Elementen gefordert. Die Beladung mit leichtflüchtigen metallorganischen Verbindungen, die über das Gaseinlassventil eingebracht werden können, hat sich als erfolgreiche und preiswerte Alternative zu einer MEVVA-Quelle erwiesen. Die Beladung mit Metallionen ist am Beispiel verschiedener Untersuchungen gezeigt. Der monoenergetische Elektronenstrahl gestattet neben der Untersuchung von Anregungs- und Ionisationsprozessen insbesondere die der wichtigen Rekombinationsprozesse des Strahlenden Einfangs und der Dielektronischen Rekombination. Der Einsatz eines Kristalldiffraktionsspektrometers erlaubt trotz einer aufwendigen Kalibrierung und sehr langen Messzeiten die Auflösung einzelner Übergänge in hochgeladenen Ionen. Hauptanwendungsfeld der Dresden EBIT wird der Einsatz als Ionenquelle sein. Aus den Untersuchungen des extrahierten Gesamtionenstroms können die Bedingungen für einen möglichst großen Ionenstrom und einen optimalen Ionenstrahltransport abgeleitet werden. Eine optimale Ausnutzung der Eigenschaften hochgeladener Ionen erfordert die Separation der einzelnen Ladungszustände. Der Nachweis der sehr kleinen Ionenströme erfolgt über die kapazitive Messung in einem Faradaycup. Die Messung der Ladungszustandsverteilung in Abhängigkeit von den Parametern der EBIT gibt zusätzliche Aufschlüsse über die Eigenschaften der Ionenfalle.

Cd(H2O)2[C6H3(COO)2(COOH)] - A Two-Dimensional Coordination Polymer with Cationexchanger Features Monoclinic single crystals of Cd(H2O)2[C6H3(COO)2(COOH)] have been prepared in aqueous solution at 80 °C. Space group C2/c (no. 15), a = 1973.0(2), b = 910.74(7), c = 1336.81(10) pm, β = 117.897(8)°, V = 2.1230(3) nm3, Z = 8. Cd2+ is coordinated in a moderately distorted pentagonal bipyramidal fashion by five oxygen atoms stemming from the monohydrogentrimesinate anions in the equatorial plane and two water molecules in the apical positions (Cd–O 224.0(2) – 255.0(2) pm). The connection of Cd2+ with [C6H3(COO)2(COOH)]2− yields a two-dimensional coordination polymer. The atoms of the monohydrogentrimesinate anion form in good approximation a common plane. Thermogravimetric analysis in air shows that the dehydrated compound is stable up to 390 °C. Further decomposition yields CdO.

A method is described that makes it possible to covalently link plasticized PVC membranes to glass and other oxide surfaces. It involves the addition of an amine-group containing silane coupling agent and a heating step. Using this method, ion-sensitive field effect transistors (ISFETs) were modified with ion-selective plasticized PVC-membranes. The ion-selective properties of these devices were similar to those of devices prepared without linking the membrane to the surface, while the adhesion was dramatically improved.

FAIR CDR

The Hydroformylation reaction is one of the most important homogeneous catalysed reaction in industrial chemistry. For the technical application of homogeneous catalysis with an expensive metal complex it is essential to minimise the catalyst loss. One attractive possibility is to carry out the reaction in a liquid-liquid biphasic reaction system. Ionic liquids are suggested as novel catalyst solvents for the biphasic hydroformylation reaction. Ionic liquids are low temperature molten salts (< 80°C) with a non-molecular, ionic character. The application of ionic liquids in biphasic catalysis requires usually ionic catalyst/ligand systems to prevent catalyst leaching into the organic layer. In this thesis cationic ligands are presented and tested in hydroformylation reaction, which combine high activity, regioselectivity and the possibility for catalyst recycling. However, the advantage of product separation by using an ionic liquid medium is not limited to a biphasic reaction mode. Even in the case of a monophasic reaction mixture the non-volatile ionic catalyst solution is easily separated from the organic compounds by a distillation process. The catalyst can be reused several times without additional regeneration process and without loss in activity and selectivity.

Seit Dezember 1997 werden an der experimentellen Therapieeinrichtung der Gesellschaft für Schwerionenforschung Darmstadt Tumorpatienten mit hochenergetischen Kohlenstoffionen behandelt. Diese Strahlen werden beim Eindringen in Gewebe kaum abgelenkt und geben ihre Energie am Ende ihrer Reichweite konzentriert und mit erhöhter biologischer Wirksamkeit ab. Mit einer speziell für diese Anwendung gebauten Positronenkamera werden während der Bestrahlung die Beta+-Zerfälle von Kernen gemessen, die als Nebenprodukt bei Fragmentierungsreaktionen der Ionen des stabilen Therapiestrahles mit den Atomen des Körpergewebes entstehen. Durch Vergleich der gemessenen mit der durch Simulationsrechnungen aus den Daten der Bestrahlungsplanung zu erwartenden Positronenemitterverteilung wird die Genauigkeit der Dosisapplikation jeder einzelnen Therapiefraktion beurteilt.

The interaction of ions with certain carbohydrate ligands in aqueous solution is examined. Simple systems are analysed to understand the role of conformational transitions and the possible specificity often advanced as an explanation for the complexity of the binding. Evidence of an extrinsic chirality of bound ionic chromophores is presented for nearly enantiomeric complexes of alginate and pectins with Pb2+ ions. Data on the thermodynamics of interaction between divalent cations and typical ionic polysaccharides are presented with a view to offering an interpretation based upon current theoretical models of polyelectrolyte solutions. In particular, reference is made to the linear correlation between thermodynamic state functions.

Seven redox stages, the dication 12+, the radical cation , the neutral 1, the radical anion , the dianion 12-, the radical trianion , and the tetraanion 14-, are indicated by cyclic voltammetry for the bisphane 1, in which the benzene decks of two lateral paracyclophane moieties are orthogonal to the plane of anthracene framework. In and , the unpaired electron is accommodated into the central anthracene subsystem, and the same statement holds for the two positive or negative charges in 12+ and 12-. Formation of and 1- occurs through admission of additional electrons one-by-one into the two paracyclophane moieties flanking the doubly charged anthracene subsystem in 12-. The above-postulated, successive release or uptake of electrons by the individual parts of the bisphane is in perfect accord with the hyperfine data determined by ESR and ENDOR spectroscopy for , , , as well as for radical ions of suitable reference compounds.

The reaction of octaethylferrocene ( 1 ) 7,7′,8,8′-tetracyano- p -chinodimethane (TCNO) gives a 1:1 charge-transfer complex [(C 5 Et 4 H) 2 Fe] + [TCNQ] − ( 2a ). The crystal structure of 2a has been determined at 110 K ( a 9.967(1), b 9.074(1), c 10.997(2) A, α 102.12(1), β 102.04(1), γ 98.61(1)°, V 827.8(2) A 3 , Z = 1) and shown to consist of one-dimensional D + A − D + ⋯ stacks. The reaction of 1 with 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7′,8,8′-tetracyano- p -chinodimethane (TCHQ-F 4 ) gives a 1:1 charge-transfer complex with a dimeric anion, that crystallizes in the monoclinic space group P 2 1 / c ( a 15.193(3), b 16.303(2), c 15.157(7) A, β 115.84(2)°, V 3379(1) A 3 , Z = 4, determined at 103 K). The known charge-transfer complex of decaethylferrocene with TCNQ has independently been subjected to a crystal structure analysis at 110 K.

The mean amplitudes of vibration of the ClO2F2− anion have been calculated using known spectroscopic data. The results are briefly discussed and comparisons are made with other species containing Cl−O and Cl−F bonds., Centro de Química Inorgánica

Das β+-Spektrum des Co58 wurde mit einem doppelfokussierendenβ-Spektrometer untersucht. Es wurde ein zweifach verbotener Übergang zwischen den Grundzuständen von Co58 und Fe58 gefunden, der eine Intensität von etwa 6 · 10−6 pro Zerfall besitzt. Herrn Dr. C.E.Mellish von der Isotope Division in Harwell danke ich für Auskünfte über die Herstellung des Co58. Besonderer Dank gebührt der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die durch ihre großzügige Unterstützung den Bau des doppelfokussierendenβ-Spektrometers ermöglicht hat.