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Modellierung der regionalen Phosphorverlagerung im Boden und Grundwasser
Full text linkIn der vorliegenden Arbeit wurde ein Kompartimentmodell (MORPHO) zur Simulation der regionalen Phosphor-Verlagerung entwickelt. Neben dem Transport in Boden und Grundwasser wurde dabei auch der Oberflächenabfluß und die Generierung von Niederschlags- und Verdunstungsreihen zur Prognose von Infiltrationsdaten in Szenariorechnungen berücksichtigt. Die Generierung der Zeitreihen erfolgte dabei unter Einsatz sogenannter autoregressiver Modelle, wie sie aus der Zeitreihenanalyse bekannt sind. Die Modelldiskretisierung baut auf eine Rechteckrasterung des Einzugsgebietes auf. Das Modell kann somit in einfacher Weise Daten aus Geologischen Informationssystemen (GIS) verarbeiten. Durch die Berücksichtigung nichtlinearer Sorptionsisothermen sowie kinetischer Sorptionsmodelle ergibt sich ein nichtlineares Differentialgleichungssystem, zu dessen Lösung verschiedene Differenzenschemata und Lösungsverfahren verglichen wurden. Dabei erwies sich die Kombination aus Newton-Raphson-Verfahren und impliziten Differenzenschema als das stabilste und im Vergleich zur analytischen Lösung auch als das genauste Verfahren. Modellvalidierungen haben gezeigt, daß die Wechselwirkung des Phosphors (P) mit dem Sediment im Vergleich zu den Langmuir- und Freundlich-Gleichgewichtsisothermen mit der kinetischen Sorptionsgleichung von Barrow & Shaw am besten simuliert werden kann. Als Alternative zu experimentellen Methoden für die Bestimmung von Sorptionsparametern wird die Parameteridentifikation diskutiert und erfolgreich angewendet. Beispielhaft werden Szenariorechnungen zur P-Verlagerung im Boden für ein Teileinzugsgebiet der Unteren Spree durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, daß der wassserlösliche P-Gehalt des Bodens eine gute Näherung für die zur Modellierung erforderliche Anfangskonzentration in der Bodenlösung ist. Die berechneten Auswaschungsmengen lassen eine Zusammenhang zwischen P-Löslichkeit und dem P-Gehalt erkennen, was auch von anderen Autoren bestätigt wird. Und zwar nehmen in allen Szenarien die Auswaschungsmengen mit steigendem Anteil wasserlöslichen P's und dem P-Gehalt des Bodens zu. Bilanzen zwischen P-Eintrag, -Entzug und -Auswaschung zeigen, daß die Düngeempfehlungen für Phosphor z.T. zu hoch angesetzt sind
Studien zu Totalsynthesen von Hydroazulen-Naturstoffen
Full text linkCurcumenol und Procurcumadiol gehören zu der Naturklasse der Guaiane. Es handelt sich dabei um Sesquiterpene mit Hydroazulengerüst. Mit der in der Arbeitsgruppe Blechert weiterentwickelten de-Mayo-Reaktion, die mit der Umlagerung einer Allylgruppe einhergeht, ist der Siebenring des Hydroazulengerüstes aufgebaut worden. Der anellierte Fünfring ist durch Ringschluß-Metathese bzw. McMurry-Kupplung erzeugt worden. In der vorliegenden Arbeit sollten Versuche zu Totalsynthesen von Curcumenol und Procurmadiol ausgehend von 5-Allyl-6-methylen-cycloheptan-1,4-dion durchgeführt werden. Das synthetische Problem der Darstellungdes metathetisch geschlossenen, anellierten Fünf-Siebenringsystems mit freier Ketogruppe konnte gelöst werden.Ferner konnte diese Verbindung mit Aceton C-C -verknüpft werden, so daß man eine Verbindung in den Händen hat, die den Naturstoff Curcumenol sehr nahe kommt. Das Problem, die beiden methylierten, cyclischen (trisubstituierten) Doppelbindungen aufgrund ihrer Elektronendichte zu unterscheiden, konnte nicht gelöst werden. Das Synthesekonzept könnte jedoch wieder aufgegriffen werden, sobald ein entsprechender Hydrierkatalysator zur Verfügung steht. Die überbrückte Halbacetalstruktur über den Siebenring wie sie im Curcumenol enthalten ist, konnte dargestellt werden. Auch das methylierte Stereozentrum im Fünfring konnte in der gewünschten Konfiguration wie im Curcumenol durch sterisch gelenktes Hydrieren erzeugt werden. Es konnte gezeigt werden, daß Vorstufen des Naturstoffs Procurcumadiol, annellierte Fünf-Siebenringsysteme, mittels Enolether-Metathese sowie mittels McMurry-Reaktion erzeugt werden können. Nach der Enolether-Metathese war es nicht möglich den geschützten Enolether zum Keton zu entschützen. Bei den intramolekularen McMurry-Cyclisierungen werden syn-Diole erzeugt. Dabei entstanden die annellierten Fünfringe entweder nicht stereoselektiv, oder es entstand die unerwünschte syn-Verknüpfung der annellierten Ringe. Da beim Aufbau des annellierten Fünfrings im Zuge der Ringschluß-Metathese und der McMurry-Reaktion unüberwindliche Probleme auftraten, müssen andere Synthesekonzepte gesucht werden, die von der Aufgabenstellung ausgeschlossen waren, wie z.B. die Möglichkeit einer konvergenten Synthese, die von einem funktionalisierten Fünfring ausgeht und einen metathetischen Ringschluß zum annellierten Siebenring umsetzt, so daß die dabei entstehende Doppelbindung nicht entfernt werden muß und das aufgetretene Problem, zwei trisubstituierte Doppelbindungen innerhalb von Ringsysthemen zu differenzieren, entfällt
Entwicklung einer Screeninganalyse zum Nachweis von Fruchtsaftverfälschungen mittels Fruchtsäure-Aminosäure-Fingerprints durch Gaschromatographie-Massenspektrometrie am Beispiel von Apfelsaft
Full text linkEs wird eine neue in-situ Derivatisierung mit anschließender Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (GC-MS) beschrieben. Mit Hilfe dieser Analysenmethode ist es erstmals möglich, 33 verschiedene Frucht- und Aminosäuren in einer einzigen Bestimmung zu erfassen. Dabei werden verschiedene Substanzklassen wie Dicarbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren, aromatische Säuren und Aminosäuren gleichzeitig bestimmt. In nur wenigen Minuten werden die verschiedenen Analyten ohne aufwendige Probenvorbereitung direkt im Fruchtsaft umgesetzt und der anschließenden gaschromatographischen Analyse zugänglich gemacht. Dabei werden Fingerprints erzeugt, die aufgrund des Substanzspektrums für die untersuchten Fruchtarten charakteristisch und aussagekräftig sind. Am Beispiel des Apfelsaftes wird eine rechnergestützte Auswertung des Fingerprints erarbeitet und der Apfelsaftfilter entwickelt. Mit Hilfe dieses Filters ist der Analytiker in der Lage authentischen Apfelsaft oder Verfälschungen über das dem Filter zugrunde liegende Muster zu erkennen. Durch Untersuchungen anderer, dem Apfelsaft ähnlichen, Säfte, von Mischungen mit Birnensaft und von Blindproben wird der Apfelsaftfilter getestet. Mit Hilfe dieser Testreihen wird gezeigt, daß die Kriterien des Filters hinreichend genau sind, um einen sehr geringen Anteil von Birnensaft zu erkennen und alle Blindproben richtig zu beurteilen. Trotz nachweisbarer natürlicher Schwankungen der einzelnen Analyten gelingt es in dieser Arbeit durch die rechnergestützte Auswertung der typischen Fruchtsäure-Aminosäure-Muster im Fingerprint von Apfelsaft zu erkennen, ob reiner oder verdor-bener Apfelsaft vorliegt, Citronensäure zugesetzt oder mit artfremden Säften verfälscht wurde. Ein Screeningverfahren wird vorgestellt, das auf der neuen in-situ Derivatisierung mit anschließender GC-MS und der Auswertung mit dem Apfelsaftfilter aufbaut. Mit diesem Screening ist der Analytiker in der Lage, schnell und ohne großen Aufwand Apfelsaft zu identifizieren und auf verdächtige Proben hinzuweisen, die dann weiterführenden Analysen zugeführt werden müssen
Mobile Agenten in der Telekommunikation
No full textHerkömmliche Dienste in der Telekommunikation, insbesondere in den Bereichen Netzwerkkontrolle sowie Dienst- und Netzwerkmanagement, basieren in der Regel auf der Client/ Server Technologie. Die dabei eingesetzten Agenten verfügen über eine standardisierte oder zumindest bei der Realisierung festgelegte externe Schnittstelle, feste Funktionalität, und laufen immer an einem festen Ort. Sie erlauben den Zugriff auf die lokalen Ressourcen von einem entfernten Manager, um bestimmte Informationen abzufragen oder Operationen auszuführen. Telekommunikationsumgebungen sind heute von hoher Dynamik geprägt, daher erscheint der rein Client/Server basierte Ansatz aus verschiedenen Gründen als unzureichend. In einem Telekommunikationsnetz werden inzwischen die unterschiedlichsten Technologien von den verschiedensten Herstellern integriert, da hier schnelle technologische Fortschritte zu verzeichnen sind. Damit werden auch eine dynamische Anpassungsmöglichkeit der Software und der Zugriff auf externes Wissen bei Netzwerkproblemen wünschenswert. Ferner gibt es bedingt durch die Deregulierung in der Telekommunikation und dem damit verbundenen Wettbewerb einen immer stärkeren Bedarf, neue kundenspezifische Dienste schnell an den Markt zu bringen. Schließlich werden auch die Nutzer von Diensten zunehmend mobil, was die synchrone Nutzung von Diensten wie sie bei Client/Server Anwendungen im Vordergrund steht, inattraktiv macht. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Plattform für mobile Agenten entwickelt. Ein mobiler Agent ist eine autonome Einheit, die für seinen Besitzer ein bestimmtes Ziel verfolgt, und dabei seinen Ausführungsort wechseln kann. Die Plattform basiert auf der Programmiersprache Java und läuft somit auf einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebssysteme. Sie stellt die Basisdienste für die mobilen Agenten bereit, wie zum Beispiel für das Management von Agenten, ihren Transport oder Suchmechanismen zum Auffinden von Agenten oder Agentensystemen. Darauf aufbauend werden verschiedene Anwendungsszenarien in den Bereichen Telecommunication Management Network (TMN), Intelligent Network (IN) und Personal Assi-stant entwickelt, um die Verwendbarkeit der Plattform für mobile Agenten zu testen. Dabei zeigen sich die Vorteile von mobilen Agenten gegenüber den herkömmlichen Client/Server basierten Technologien: Die Softwarekomponenten für einen Dienst können ohne personellen Aufwand dynamisch an einer bestimmten Stelle im Netz installiert oder auch einem Kunden zur Verfügung gestellt werden. Netzwerk- und Systemressourcen lassen sich schonen, indem Funktionalität nur zur Ausführung gebracht wird, wenn die Ergebnisse benötigt werden. Außerdem kann die Verarbeitung aufgrund der Mobilität der Komponenten nahe bei den zu verarbeitenden Daten geschehen. Sie erfolgt vollständig unabhängig vom Dienstnutzer also asynchron auf einem der Server im Netzwerk, was die Online-Zeiten von mobilen Terminals verkürzt und den Dienstnutzer für andere Aufgaben freistellt. Es ist die Ansicht des Autors, daß intelligente mobile Agenten durch ihre Flexibilisierung bei der Diensterbringung eine interessante Alternative zu den herkömmlichen Ansätzen bei der Realisierung von Telekommunikationsdiensten bieten.Intelligent mobile agents allow to build very flexible distributed applications which is of major importance in the increasingly competitive market of telecommunications. In the traditional approach of network control as well as network and systems management a software component has a standardized or at least fixed interface, a fixed functionality, and is executed in a specific place. It provides a limited view of the local resources at a remotely accessible interface. This is used by applications to monitor the state of the resources or to perform actions in order to provide a specific service within the network. For several reasons this seems to be insufficient in the dynamically changing, heterogeneous environment which we are facing in the telecommunications area today. Here we have to deal with multi-technology, multi-vendor equipment that is rapidly developing due to technology improvements. Furthermore, there is a demand for new services to be introduced quickly due to the increasing competition in the deregulated telecommunications market. Based on the Java programming language an environment for intelligent mobile agents is developed. It allows to dynamically extend the functionality of software components and therefore to make them adaptable to application needs. Rather than fixing an interface for application specific interactions a minimal interface is provided to put components in place when and as required. These components may support application specific functionality and interfaces which were unknown at the time when the underlying resource was made available. With this mechanism and by turning remote communication to local communication, intelligent mobile agents help to save network and computing resources. Additional examples where intelligent mobile agents can be applied include for example load balancing and fault tolerance. Based on the properties of a server an agent providing a specific service is moved to another location. New services like user mobility can easily be realized based on intelligent mobile agents. Here the whole home environment can follow a user to a new location showing the desktop in exactly the same state at the new location. In summary, this dissertation supports the thesis that intelligent mobile agents provide a challenging alternative to traditional approaches in building telecommunication services
The Es Safya Graben in Nord Sudan - geology and tectonics
No full textThe Es Safya Graben (ESG), a so far unknown structural feature of the North Kordofan Block (NKB), has been revealed by applying multidisciplinary methods such as satellite image interpretation and field-geological and geophysical investigations. The ESG is 65 kilometres long and some 25 kilometres wide, containing a sedimentary section of 200 to 500 metres. The highly complex structure is formed by three half-graben-type segments which are linked by a transfer zone and a basement uplift. The low- to high-angle normal boundary faults show various amounts of displacement. The ESG is bounded to the north by a series of faults comprising the Sodiri Shear Zone (SSZ). To the south the graben is bounded by the Abu Harr Shear Zone (AHSZ), a structure which could be revealed by this study. Fault orientations and the direction of relative movements provide evidence that left-lateral wrenching along and in between the Sodiri and Abu Harr Shear Zones transtensionally formed the ESG using pre-existing, antithetic Riedel faults, thus suggesting similarities to a pull-apart structure like development. Sedimentological and structural evidence indicate a post-sedimentary normal faulting. Up to now Triassic lateral displacement along the SSZ was assumed to be the latest deformation of pre-existing Late Proterozoic lines of lithospheric weakness (structural grain) of the NKB. In the light of the structural and statigraphic setting of the ESG it can now be proved that during Late Cretaceous and Tertiary times a further tectonic development took place, which now can be added as D5 to the known deformational phases D1-D4 (Late Proterozoic to Triassic). Crystalline rocks comprising the graben shoulders consist of Pan-African basement and anorogenic magmatic complexes. The plutonites have a calc-alkalic composition being typical for subduction-related magmatism. They indicate the existence of fossil plate margins and give for the Es Safaya area a scenario of a complex geodynamic pattern of terranes during the Pan-African orogeny, similar to the known picture of the Gebel Rahib area in the N of the NKB. Alkalic magmatism took place in the Es Safaya region, like in the entire of Sudan, during several episodes in between Ordovician and Jurassic times. K-Ar age data indicate that some of the anorogenic magmatites are approximately 290 Ma old, thus providing ages which sofar have only little been known for the NKB. The distribution of alkalic complexes in the study area is controlled by the SSZ and AHSZ. Both shear-systems are interpreted to be branching elements of the Central African Fault Zone (CAFZ). The graben sediments have been subdivided into lower and upper Hamrat el Wuz Formation. The lower sequence is composed out of deltaic to lacustrine interbedded sandstone and mudstone yielding Albian to Turonian palynomorphs. The upper sequence is composed out of heterogeneous shaly to conglomeratic sediments of mainly fluvial origin whose age coud be assigned to the Campanian/Maastrichtian because of the palaeoflora Salvinia. Shallow-marine ingressions are indicated by the occurrence of Diplocraterion and Thalassionoides, thus proving a far more southerly advance of Campanian/Maastrichtian transgressions than previously supposed. Knowledge of graben-fill and structural geometries allows in connection with data on climate and water consumption a gross evaluation of the groundwater situation of this arid to semi-arid area. Dated findings of medieval ironworks prove a progressive climatic deteriation and are of great archaeological interest
Rheo-optical Investigations of the Hydro- and Thermodynamics of Polymers in Dilute Solutions
No full textUm das hydro- und thermodynamische Verhalten einer verdünnten Polymerlösung in Scherströmung auf molekularer Ebene zu beobachten und zu verstehen, wurde mit Hilfe der sogenannten 3-dimensionalen Lichtstreuung der Gyrationsraum der einzelne Makromoleküle bei zunehmender Scherrate detektiert. Es gelang, die theoretisch vorausgesagte Entwicklung des in Ruhe kugelförmigen Gyrationsraums zu einer ellipsoidalen Gestalt mit drei unterschiedlichen Halbachsen zu verfolgen und deren Längen und Orientierung für alle angelegten Scherraten quantitativ zu erfassen. Als Mittelung über alle drei Halbachsen wird eine aufweitende Deformation gefunden, die allerdings weit hinter den theoretischen Voraussagen zurückbleibt. Oberhalb einer kritischen Scherrate geht im hier verwendeten System Polystyrol/Dioctylphthalat das Einzelmolekülverhalten über in ein kollektives Verhalten, das sich in der 3-d-Lichtstreuung als eine drastische Vergrößerung der Streuobjekte in alle Richtungen darstellt und als eine Zusammenlagerung der einzelnen Moleküle zu Aggregaten gedeutet wird. Diese Deutung unterstützen simultan zur Streulichtdetektion durchgeführte viskosimetrische Messungen, die eine über die normale Scherverdünnung hochmolekularer strukturviskoser Lösungen hinausgehende Viskositätsabnahme zeigen. Ob diese sogenannte scherinduzierte Aggregation als eine Phasenseparation im Sinne der Thermodynamik angesehen werden kann, ist nach wie vor umstritten. Die Entwicklung des zweiten osmotischen Virialkoeffizienten mit steigender Scherrate sowie die Abhängigkeit der kritischen Scherrate des Auftretens der Aggregation von den Parametern Temperatur, Polymerkonzentration und Molmasse lassen sich jedoch genau in diesem Sinne deuten. Der elastische Energieanteil, den die Polymere unter Scherung aufnehmen, ist dabei die energetisch-thermodynamische Ursache dieser Aggregation. Dies ergibt keinen Wiederspruch zu Beschreibungen, die von sich verstärkenden hydrodynamischen Konzentrationsfluktuationen ausgehen. Sie können als Beschreibung einer Aggregationskinetik verstanden werden, deren Ursachen auch in einer (gleichgewichts-)thermodynamischen Terminologie formuliert werden können und die in der bekannten spinodalen Entmischung bei ruhenden Lösungen ihr Analogon findet.In order to understand the hydro- and thermodynamic behaviour of a dilute polymer solution in a shear flow on a molecular scale, the area of gyration of the single macromolecules was detected by the method of 3-dimensional light scattering. The theoretically predicted development of the gyration area which is spherical at rest to an ellipsoidal shape with three different half-axes was successfully observed and the length and orientation of these axes were determined quantatively at all applied shear rates. As a mean value for all the three half-axes a widening deformation is found, although the effect is smaller than theoretically predicted. Above a critical shear rate the behaviour of the single molecule in the investigated system of polystyrene in dioctylphthalate changes to a collective behaviour, which is displayed in the 3-d light scattering as a drastic growth of the scattering objects and which is interpretated as an agglomeration of the single molecules to aggregates. This interpretation is supported by viscometric measurements performed simultaneously to the scattered light detection, which show a decrease of viscosity far beyond the normal shear thinning of high molecular solutions. It is still contended whether this shear-induced aggregation can be viewed as a phase separation in a thermodynamic sense. However, the development of the second osmotic virial coefficient at increased shear rates and the dependency of the critical shear rate of aggregation on temperature, polymer concentration and molar mass allow this interpretation. The elastic energy which the polymers obtain under shear is the energetic-thermodynamic reason for this aggregation. Ihis is not a contradiction to explanations which assume self increasing hydrodynamic concentration fluctuations. These can be understood as the kinetics of the aggregation, whose cause can also be expressed in (equilibrium) thermodynamic terms. They have an analogue in the well known spinodal demixing of quiescent solutions
About the nanomechanical characterization of the interphase in reinforced polymers
No full textIn der vorliegenden Arbeit wurden mittels eines Rasterkraftmikroskopes (Scanning Force Microscope, SFM) nanomechanische Experimente zur Charakterisierung des Grenzbereiches (Interphase) zwischen einer polymeren Matrix und anorganischen Verstärkungskomponenten durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war es, mit Hilfe einer sinusförmigen Modulation der Auflagekraft zwischen SFM-Spitze und Probe innerhalb der polymerseitigen Interphase vorhandene Steifigkeitsgradienten zu detektieren sowie ihren Verlauf zu charakterisieren. Ausgehend von einer auf dem Johnson-Kendall-Roberts-Kontaktmodell (JKR-Modell) beruhenden Gleichung für die dynamische Verbiegungsamplitude des SFM-Cantilevers wurde die Abhängigkeit dieser Meßgröße vom Elastizitätsmodul der Probenoberfläche für verschiedene existierende und hypothetische Varianten des Meßverfahrens analysiert. Die im konventionellen Betrieb der Displacement Modulation (geregelte statische Auflagekraft und fest vorgegebene Amplitude, mit der die vertikale Probenposition moduliert wird) bei hohen Werten des Elastizitätsmoduls der Probenoberfläche auftretende starke Empfindlichkeitsabnahme für Steifigkeitsunterschiede kann deutlich reduziert werden, wenn zusätzlich zur statischen Auflagekraft die dynamische Komponente des Kontaktradius oder der Kontaktdeformation konstant gehalten wird. Da unterhalb der Resonanzfrequenz des Cantilevers die vorgegebene Modulationsamplitude exakt in dessen Verbiegungsamplitude und die Deformationsamplitude des Spitze-Probe-Kontaktes zerlegt werden kann, ist es möglich, die letztere (aus den zugehörigen Signalen) zu berechnen und über einen zusätzlichen Regelkreis konstant zu halten. In diesem, als Constant Dynamic Indentation Mode (CDIM) bezeichneten und in dieser Arbeit realisierten Betriebsmodus, wird die Modulationsamplitude so an die lokale Nachgiebigkeit der Probenoberfläche angepaßt, daß die in Normalenrichtung gemessene Deformationsamplitude des Spitze-Probe-Kontaktes unverändert bleibt. An weichen Stellen, an denen sich eine größere Deformationsamplitude einstellt, ist eine geringere Modulationsamplitude als an härteren, weniger nachgiebigen Stellen erforderlich. Die zum Nachweis gradueller Steifigkeitsunterschiede - wie sie innerhalb von polymerseitigen Interphasen zu erwarten sind - wichtige Empfindlichkeitsverbesserung im Bereich einiger GPa wurde am Beispiel einer Polystyrol(PS)-Polymethylmethacrylat(PMMA)-Probe und am Beispiel einer Epoxidprobe mit zwei definierten Härteranteilen nachgewiesen. Die an verschiedenen Proben gemessenen Steifigkeitsgradienten erstrecken sich in Normalenrichtung zur Grenzfläche (Interface) über Längenbereiche zwischen etwa 110 Nanometern und 610 Mikrometern. Der an einer Polyamid6(PA6)-Schnittprobe mit eindiffundiertem Osmiumtetroxid (OsO4) von der Probenoberfläche hin zum Probeninnern nachgewiesene Steifigkeitsabfall folgt einem für Diffusionsprozesse typischen Gauß-artigen Profil und erstreckt sich über etwa 609 Mikrometer. An der Grenzfläche von Kupfer(oxid) und amingehärtetem Epoxid wurden Steifigkeitsprofile beobachtet, die ebenfalls einem Gauß-förmigen Profil folgen, aber mit zunehmendem Abstand von der Grenzlinie ansteigen. Die an diesen Proben gemessenen Steifigkeitsprofile haben in Normalenrichtung eine laterale Ausdehnung von etwa 28.5 Mikrometern (Schnittproben) bzw. 279 Nanometern (Replica-Probe). Die Messungen im Grenzbereich von Kohlenstoff-Fasern und dem Thermoplasten Polyphenylensulfid (PPS) ergaben einen exponentiellen Steifigkeitsabfall, dessen Breite etwa 107 Nanometer beträgt. Es konnte also gezeigt werden, daß die Steifigkeitsmessung im SFM die Möglichkeit bietet, Grenzphasen über die lokalen Änderungen im Elastizitätsmodul quantitativ zu charakterisieren. Dabei können die Breiten der Interphasen, die mit dieser Methode erfaßbar sind, über einen weiten Längenbereich zwischen einigen zehn Nanometern und einigen hundert Mikrometern variieren.In this study nanomechanical experiments in the region of the interphase in between of a polymeric matrix and an inorganic reinforcing phase have been performed using a Scanning Force Microscope (SFM). The aim of the study was to detect and to characterize the stiffness gradients, which are present within the polymeric interphase. This was performed by means of a sinusoidal modulation of the load exerted on the tip-sample contact. Starting from the Johnson-Kendall-Roberts contact model (JKR-model) an equation is derived that describes the dynamic bending amplitude of the SFM-cantilever. In dependence on the Young's modulus of the sample surface, this equation is used for analyzing several existing and hypothetical variants of the technique of measurement. In the conventional mode of operation of the displacement modulation the static load is controlled and the vertical sample position is modulated with a given amplitude. At high values of the sample surface stiffness, the sensitivity for stiffness variations decreases. The analysis shows, that this effect can be reduced by controlling either the dynamic component of the contact radius or of the contact deformation (in addition to the control of the static load). When working well below the resonance frequency of the cantilever, the modulation amplitude can be decomposed exactly into the bending amplitude of the cantilever and the deformation amplitude of the tip-sample-contact. Thus, the latter can be calculated from the corresponding signals and adjusted by an additional feedback loop. In order to keep constant the deformation amplitude (as measured in direction normal to the sample surface) of the tip-sample-contact, the modulation amplitude is adapted to the local compliance of the sample surface. In soft sites as compared to less compliant sites a higher deformation amplitude occurs and consequently a smaller modulation amplitude is necessary. This mode of operation was implemented and called Constant Dynamic Indentation Mode (CDIM). The enhancement in stiffness resolution was demonstrated on a sample consisting of polystyrene (PS) and polymethylmethacrylate (PMMA) and on a sample consisting of two epoxies with defined ratios of the curing agent. An increase in stiffness sensitivity for stiffness values in the order of several GPa is important for the detection of gradual stiffness variations within polymeric interphases. As measured in direction normal to the interface, the detected interphasial stiffness gradients are extended from about 110 nanometres to 610 micrometres. The local stiffness of a polyamide 6 (PA6) sample exposed to a solution of osmiumtetroxide (OsO4) was decreased along a line from the outer towards the inner part of the PA6-granule. The Gaussian stiffness profile (typical for some diffusional processes) was extended over about 609 micrometres. Gaussian stiffness profiles were found also near the interface of copper(oxide) and epoxides cured by amines. These profiles, however, were increased as the distance from the interface increased. The extension of this stiffness gradients was about 28.5 micrometres for samples prepared by cutting and 279 nanometres for samples prepared as a replica. Measurements within the interphasial region of carbon fibres and thermoplastic polyphenylenesulfide (PPS) delivered an exponential decrease of local stiffness. The width of the stiffness gradient was about 107 nanometres. In conclusion, it can be stated that stiffness measurements performed with SFM offer the possibility to characterize interphases in a quantitative manner. The width of interphases accessible to this method ranges over a wide length scale from a few tens of nanometres to some hundreds of micrometres