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Essays on Technology Transfer, Energy Investment under Uncertainty, and Pro-Social Behavior.
No full textEnvironmental Policy has become an increasingly important topic over the last decades. Issues such as acid rain, ozone depletion and most recently climate change required global regulation in order to avoid serious damages to the environment. Whereas the acid rain and ozone depletion issues have been successfully dealt with Barrett (2003), the global community has not been able to address climate change on a global scale. The European Union has been spearheading global climate change efforts by implementing an Emissions Trading System for CO_2 emissions for most of its industrial and energy producers, but due to lacking global support efforts have been reduced. One important issue is how to integrate developing countries which do not have an emission limiting system in place with developed countries that do. A mechanism that has been set up to deal with this issue is the Clean Development Mechanism (CDM). Developed country companies can invest into projects operating in developing countries, and receive emission permits in their home market for the emission reduction their involvement brings about. This mechanism was supposed to increase abatement activity in developing countries, as well as decrease the cost of complying with permit markets in developed countries.
Chapter 2 of this thesis, "Technology Transfer Mechanisms and International Cooperation to Combat Climate Change", evaluates the effectiveness of the CDM and proposes an alternative mechanism to address a range of issues for which it has been criticized. Specifically, a new technology transfer mechanism is proposed, labeled Green Technology Banks, as part of a climate change agreement that includes emission limits for developed and developing countries. The mechanism is evaluated according to the following five criteria, standard in the literature that analyses technology-oriented agreements: environmental effectiveness, technological effectiveness, economic efficiency, incentives for participation and
administrative feasibility. Under the assumption that several permit markets exist that are imperfectly linked, it is shown that the mechanism performs well according to the specified criteria, while the largest obstacle remains the acceptance of emission limits by developing countries. However, ancillary benefits, access to advanced technology and increased government revenue from emission trading represent a sizable compensation package. Developed countries would have to shoulder most of the cost, but considering the recent efforts to establish the Green Climate Fund as part of a new international climate change architecture, the willingness to pay for such efforts seems to be on the rise.
Another important issue concerning the CDM is its effect on investment into renewable energy in developed countries. Theoretically, it reduces the incentive to invest into renewable energy sources since it allows the usage of cheaper permits (Blanco, 2008). This effect has not been studied quantitatively in an uncertain investment environment. Permit prices on the European emissions market are highly influenced by political process and have seen large drops and rises since its inception. Furthermore, energy investment is considered as irreversible. A methodology that is well suited to address such an issue is real-options theory.
In Chapter 3 of this thesis, "The Clean-Development Mechanism, Stochastic Permit Prices and Energy Investments", the impact on energy investments stemming from different emission permit classes is analyzed. Permits that are allocated inside the European Emission Trading Scheme and secondary Certified Emission Reductions permits (sCER) originating from the Clean Development Mechanism are considered. One price taking firm which is subject to emission regulation has the choice to invest into a gas or a wind power plant. The firm faces uncertainty regarding stochastically evolving permits prices, while it receives a premium on the electricity price for wind energy. As a first step, the value of the option to invest into a gas power plant over time is determined. Then, the investment probability of a gas power investment in a range of policy scenarios is calculated. Allowing the usage of sCER permits in the present policy framework has a positive impact on gas power investment. Decoupling the price processes has a similar effect. If the quota of sCER permits is doubled, the decrease in the investment probability for wind power is large. Finally, we ran sensitivity tests for different parameter values. We find that investment behavior changes significantly with differing interest rates, the wind energy premium and volatility rate.
Lobbying activity from companies, NGOs, fossil energy and renewable energy producers have increased since the aforementioned environmental issues became a political priority. In Europe large lobbying organizations such as EUR-ELECTRIC representing large energy producers with high CO2 levels, or the European Wind Energy Association with over 700 members from 60 countries have been formed. Whereas the latter organization is interested in achieving a more generous support mechanism for its members, such as feed-in tariffs, the former is more interested in reducing the burden environmental policy puts on its members. One example of reducing the burden is trying to increase the overall cap of the Emission Trading System, thereby lowering the price per permit. Considering the impact of lobbying from a real-options perspective in an uncertain environment with respect to permit prices has not been analyzed in the literature so far.
Chapter 4,"The Influence of Permit Price Uncertainty and Lobbying on Energy Investments", addresses the issue of how an investor chooses when facing the choice to replace a pre-determined generation capacity by investing into wind or gas power. If he chooses gas power, he has to obtain emission permits. The permit price develops according to a geometric Brownian Motion. Furthermore, the investor can fund lobbying efforts, rendering gas or wind power more profitable. We find that current permit prices are insufficient to induce renewable investment and wind power lobbying must be very effective in order to induce investment in this power type. Gas power lobbying is largely too costly due to the low permit price. In a United States-like situation with no permit market, no effective renewable support scheme, and very strong gas lobbying efforts, close to no renewable capacity will be installed. Depending on the scenario, the social cost of subsidizing wind energy can be large.
Whereas the previous chapters addressed the issues of technology transfer and energy investment under uncertainty, chapters 5 and 6 of this thesis consider pro-social behavior in the setting of the TV-Show “Come Dine with Me” from a theoretical and empirical point of view. In the show, five contestants prepare a dinner for each other during the course of a week and evaluate each other’s performance. The winner receives a monetary prize. Evaluations remain concealed until the show is broadcast. Because actual voting behavior remains concealed during the show, a contestant could evaluate his/her opponents with zero in an effort to increase his own chances of winning without risking later punishment in the form of low scores. However, when looking at the actual data from the show, such behavior is virtually never observed. One potential explanation for this observation is that interaction between human beings is, to a large extent, governed by social norms that have evolved over time and have been instilled in us since childhood. In the absence of compliance to social norms, everyday interaction would be difficult because every situation would require the persons involved to establish acceptable behavior anew or to coordinate regarding some mutually acceptable behavior. Compliance with a social norm can be enforced through so-called moralistic punishment. Moralistic punishment is defined as: “… the enforcement of social norms by outraged but otherwise not directly affected third parties” (Carpenter2012), p. 555). Another important dimension that leads people to adhere to norms is the potential loss of reputation in the eyes of their peers, often termed social approval (Benabou, 2003; Benabou, 2006; Bernheim, 1994; Hollaender, 1990}. In his seminal article, Bernheim (1994) postulates: “When popularity is sufficiently important relative to intrinsic utility (defined as utility directly derived from consumption), many individuals conform to a single, homogenous standard of behavior, despite heterogeneous underlying preferences” (p. 844). Bernheim’s model also allows for deviations from a norm for agents with extreme preferences. This explains the need for third party punishment, because in certain situations the intrinsic utility gain may lead to deviations from the norm. Considering these potential factors of influence on voting behavior of participants in the TV-Show, we investigate whether they can help to explain why participants do not seem to evaluate each other with a zero.
In chapter 5, "Come Dine with Me: a Game-Theoretic Analysis", we interpret popular the TV-show as a simultaneous non-cooperative game with evaluation levels as strategic variables, and show that it belongs to a class of strategic games which we call mutual evaluations games. Any mutual
evaluation game} (MEG) possesses a zero equilibrium---i.e. a Nash equilibrium where all players evaluate each other with the lowest available scores---as well as numerous non-zero equilibria. Since the zero equilibrium is an equilibrium in weakly dominant strategies, it may arguably be regarded as the canonical equilibrium. Yet, in 212 rounds of the German format of never achieved this equilibrium, nor did they (with one exception) play any other equilibrium. We provide potential explanations for this behaviour by considering the impact of social pressure and reputation mechanisms, bandwagon effects, inequality aversion and sequential voting effects.
Finally, chapter 6,"Pro-Social behavior in the TV format Come Dine with Me: An empirical investigation", considers the influence of social approval and reputation on voting behavior in the German version of the TV format from an empirical point of view. We test whether reputation, social in-game influences, objective quality, or personal traits impact the voting behavior of participants, with a dataset running from 2006 to 2011. We find that the objective sophistication of a meal, the order of cooking, whether a person has already cooked, and the social similarity between contestant and evaluator all have a significant influence on the evaluating behavior. These findings help to improve the understanding of the impact that reputation and social approval have on economic decision making
Stenotrophomonas maltophilia in cystic fibrosis
No full textDie Cystische Fibrose (CF) ist eine autosomal-rezessive vererbare Erkrankung, die vorwiegendden kaukasischen Teil der Bevölkerung betrifft. CF-Patienten leiden häufig an chronisch-bakteriellen Infektionen der Atemwege, die als wichtigster Grund für die hohe Morbiditäts- und Mortalitätsrate bei diesen Patienten angesehen werden.
Neben Pseudomonas aeruginosarückte in diesem Zusammenhang auch Stenotrophomonas maltophila, ein gramnegatives Stäbchenbakterium und Umweltkeim, in den wissenschaftlichen Fokus. Momentan ist noch unklar, ob S.maltophilia grundsätzlich mit dem Fortschreiten der pulmonalen Krankheitssymptome in Verbindung gebracht werden kann,oder ob dieser Keim eher ein Marker für den Schweregrad der Erkrankung ist. In der vorliegenden Arbeit wurde die Relevanz von S.maltophiliabei CF-Patienten untersucht. Die wichtigsten Erkenntnisse waren:
Die Anzucht auf einem Selektivmedium für S.maltophilia erhöhte die Nachweisrate um 64% im Vergleich zu einem konventionellen Medium. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Tigecyclin, Trimethoprim-Sulfamethoxazol, Fosfomycin und Levofloxacin eine gute in vitro Wirksamkeit gegen S.maltophilia aufwiesen, während Ceftazidim, Colistin und Ticarcillin-Clavulansäuredeutlich höhere Resistenzraten aufwiesen.
Verschiedene Fingerprinting Methoden -Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus - polymerase chain reaction (ERIC-PCR) und diehalbautomatische Repetitive Sequence-Based-polymerase chain reaction (rep-PCR, DiversiLab® System) - zeigten einen hohen Grad von genetischer Heterogenität sowohl bei klinischen Stämmen (von CF-und Intensivpatienten), als auch bei Umweltisolaten. Gaschromatographischerhobenen Daten ergaben, dass S.maltophilia-Isolate von CF-Patienteneinen signifikant höheren Anteil von Fettsäuren produzierten alsS.maltophilia-Isolatevon Intensivpatienten oder Umweltisolate. Basierend auf MALDI-TOF MS Spektren (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionisation-Time of Flight Mass Spectrometry) ergab die Hauptkomponentenanalyse,dass S. maltophilia-Isolate von CF-Patienten in einer Gruppe zusammenclusterten, während sich Intensivpatienten- und Umweltisolatenicht eindeutig voneinander abgrenzen ließen. Dies deutetmöglicherweise auf eine Anpassung der Erreger an die speziellen Bedingungen in der Lunge von CF-Patienten hin.
Die Ergebnisse eines selbst entwickelten quantitativen Immunofluoreszenz- Assays (IFA) zeigten, dass CF-Patienten mit einer chronischen S.maltophilia-Besiedlung/Infektion im Vergleich zu gesunden Individuen, CF-Patienten mit einem intermittierendem Nachweis oder CF-Patienten, die keine Besiedlung/Infektion mit S. maltophilia/Pseudomonas aeruginosahatten, signifikant höhere Antikörpertiter gegen S.maltophiliaaufwiesen. Ein Titer von >1:120 unterschied eindeutig CF-
Zusammenfassung
Patienten mit chronischer S.maltophilia-Besieldung/Infektion von den anderen Gruppen. Dieser Assay könnte für ein Screening von CF-Patienten, die sich in einem Frühstadium der Erkrankung befinden, von Nutzen sein. Der Assay könnte auch bei der Entscheidung für den Beginn einer zielgerichteten Therapie Einsatz finden.
S.maltophilia-Populationen, die von CF-Patienten gewonnen wurden, zeigten eine hohe Diversität und das Vorhandensein von mutagenen Stämmen. Allerdings zeigten diese mutagenen Isolate keine erhöhte Resistenz gegen Antibiotika im Vergleich zu nicht-mutagenen Isolaten. Diese Ergebnisse könnten dahingehend interpretiert werden, dass S.maltophilia bestrebt ist, seine biologische Fitness als Mechanismus für eine Langzeit-Persistenz in der CF-Lunge zu erhalten.
EGCg, ein natürlicher Bestandteil von grünem Tee, zeigte in vitroAnti-Biofilm-AktivitätbeiS.maltophilia-Isolaten von CF-Patienten. In Experimenten mit Mäusenkonnten antimikrobielle Effekte beieiner akuten, pulmonalen Infektionen durchS. maltophiliagezeigt werden.Diese Befunde sprechen dafür, dass EGCg eine neue, vielversprechende Option für die Inhalationstherapie von Kolonisationen oder Infektionen durch S. maltophilia bei CF-Patienten sein könnte.Cystic fibrosis (CF) is an autosomal recessive disorder that affects mainly the Caucasian population. CF patients frequently suffer from chronic bacterial airway infections, which are progressively described as an important cause of high morbidity and mortality rates among these individuals. In this scenario, Stenotrophomonas maltophilia, an environmental Gram-negative rod, has been lately reported as a global emerging bacterium by CF centres worldwide. At the moment, it is still unclear whether S. maltophilia is causally related to disease progression or if this pathogen is real a marker of the CF disease’s severity. In the present study, the relevance and importance of S. maltophilia was investigated. The major findings were:
The use of selective medium for S. maltophilia supported the growth of the S. maltophilia 64.0 % more than the conventional media. It was also verified that tigecycline, trimethoprim-sulfamethoxazole, fosfomycin and levofloxacin exhibited good in vitro activity against S. maltophilia, while ceftazidime, colistin and ticarcillin-clavulanate acid had low activity against this bacterium.
Different fingerprinting methods, Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus - polymerase chain reaction (ERIC-PCR) and semi-automated Repetitive Sequence-Based-polymerase chain reaction (rep-PCR) DiversiLab® system, demonstrated high degree of genetic heterogeneity among both clinical (CF and ICU) and environmental S. maltophilia isolates. Further, gas chromatography data revealed that S. maltophilia samples from CF individuals produced a significant higher amount of fatty acids in comparison to samples obtained from ICU patients and environment. Interestingly, principal component analysis based on Matrix-Assisted Laser Desorption Ionisation-Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) spectra revealed that S. maltophilia isolates from CF patients are clustered together in a separated group, whereas ICU and environmental samples grouped in a mixed manner indicating adaptation or strains that show different disease specific characteristics.
Development of a quantitative immunofluorescence assay (IFA) showed that CF patients with “chronic S. maltophilia” had a specific immune response and had a significantly higher S. maltophilia antibody levels compared with healthy individuals, CF patients with “intermittent” or “never S. maltophilia/Pseudomonas
Summary
aeruginosa”. A discriminant cut-off value of >1:120 titre was established to
differentiate “CF chronic S. maltophilia” from the other groups. This assay could be useful to screen S. maltophilia colonisation status of CF patients at an early stage of disease and it may also assist on the decision of whether initiation of targeted therapy should be made or not.
S. maltophilia bacterial population recovered from chronically colonised CF patients was highly diverse and revealed the presence of mutator strains. However, these mutator isolates did not show increased resistance to antibiotics in comparison to non-mutator isolates. This kind of adaptation mechanism cost fitness. These results suggest that S. maltophilia attempts to sustain its biological fitness as mechanism for long-term persistence in the CF lung.
EGCg, a natural compound from green tea, displayed in vivo antimicrobial effects against S. maltophilia acute pulmonary infection and in vitro anti-biofilms properties against S. maltophilia isolates recovered from CF individuals. This compound might be a promising novel therapeutic inhaling agent against S. maltophilia colonisation and infection in patients with CF
Development and Implementation of a Reliable Decision Fusion and Pattern Recognition System for Object Detection and Condition Monitoring
No full textA monitoring task of production system (bucket-wheel excavator) is investigated for the development and realization of a multisensor-based monitoring system. The objective of the monitoring system is to obtain in real time reliable decisions on the presence of target objects (large stones) in the transported material during the production process to avoid disturbances or failures of the transportation process.
Due to the complexity of the considered production system, different physical effects are used for the development of the multisensor-based monitoring system. The measured signals are acquired using different sensors (five acceleration sensors, two load cells, and a laser scanner). Due to the inevitable and varying time shift between the stimulations of the individual sensors, each signal is individually subjected to preprocessing, feature extraction, and classification process.
The proposed monitoring system consists of three modules: acceleration, laser scanner, and decision fusion modules. For the acceleration module which uses acceleration signals of five different acceleration sensors, two detection approaches are developed. The first approach (STFT-SVM) is based on Short-Time Fourier Transform (STFT) as feature extraction tool, Support Vector Machine (SVM) for the classification, and a novel decision fusion process to fuse the individual decisions. The second approach (CWT-SVM) is based Continuous Wavelet Transform (CWT) as feature extraction tool, Support Vector Machine (SVM) for the classification, and a rule-based decision fusion process to fuse the individual decisions. Both approaches are trained, validated, and tested using real industrial data. The developed approaches show strong improvements in detection and false alarm rates. Due to the implementation complexity and the high number of false alarms of the STFT-SVM approach in comparison to the CWT-SVM approach, the CWT-SVM-based approach is chosen for the development of the overall monitoring system.
The Laser scanner module which processes the laser scanner signal consists of prefiltering, filtering, validation, and classification process. The module is validated, and successfully tested on real industrial data.
The decision fusion module fuses the decisions of both detection modules in order to obtain a final reliable decision. Three fusion techniques are investigated, which are OR-logic, Bayesian Combination Rule (BCR), and the new developed decision fusion technique Basic Belief Fusion (BBF). Due to the characteristics of the considered application, the OR-Logic is chosen to perform the fusion task.
For the online realization, the weightometer module is added to avoid false alarms which could be caused by acceleration module. Additionally modifications and simplification processes are performed in order to overcome the hardware limitations
The proposed monitoring approach is developed for online and real time implementation, and it achieves high detection rate, with minimum false alarms rate, thus the production process disturbance is minimized
Construction of an ion beamline for nanostructuring of 2D-materials by highly charged ions
No full textDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Wechselwirkung von hochgeladenen Ionen mit Oberflächen. Nähert sich ein hochgeladenes Ion einer Oberfläche, wird dessen potentielle Energie in einer Kaskade von elektronischen Prozessen in der Oberfläche deponiert. Daraus resultiert eine starke elektronische Anregung in der Oberfläche, welche in einem Bereich der Größenordnung von Nanometern lokalisiert ist. Im Laufe weiterer Mechanismen kann diese Anregung zu topographischen, strukturellen oder chemischen
Modifikationen des Materials in Form von Nanostrukturen führen.
Während dieser Arbeit wurde eine komplette Ionenstrahlanlage aufgebaut. Diese leistet die Erzeugung, Fokussierung und Ladungsseparierung von Ionenstrahlen, wodurch Bestrahlungen von Oberflächen mit hochgeladenen Ionen ermöglicht werden. Zusätzlich wird eine neuartige Analysemethode der Strahlabmessungen und der Teilchendichte mittels Ramanmikroskopie an Graphen präsentiert.
Ergebnisse aus Bestrahlungen von 2D-Materialien mit hochgeladenen Ionen bilden den zweiten Bestandteil dieser Arbeit. Sowohl auf Monolagen des Schichtsystems MoS2 als auch auf einzelnen Graphenlagen konnten Nanostrukturen nachgewiesen und analysiert werden, welche durch die potentielle Energie der Ionen erzeugt wurden. Aus den Ergebnissen konnten Prozesse der Wechselwirkung der Ionen mit den Materialien phänomenologisch abgeleitet werden.
In Graphen wurden nach der Bestrahlung lokale Bereiche erhöhter Reibung mittels Friction Force Microscopy nachgewiesen. Es konnten Schwellwerte der Defekterzeugung bezüglich der potentiellen Energie ermittelt werden, welche stark von der kinetischen Energie der Ionen abhängen. Diese Abhängigkeit konnte im Rahmen des over the barrier- Modells mit der Flugzeit des Ions vor der Oberfläche verknüpft werden.
Mittels Ramanmikroskopie wurden Defekte in bestrahlten Graphenproben und in freistehenden Graphenlagen analysiert. Es wurden mögliche Abhängigkeiten der Defektdurchmesser und -Art von der Lagenzahl und von der Anwesenheit eines Substrats untersucht. Es wurde nachgewiesen, dass Graphen durch den Einfall hochgeladener Ionen lokal hydriert wird. Diese chemische Modifikation führt zu einer erhöhten Reibung und ebenso zu einem Auftreten von Defektmoden im Ramansignal.
Zusätzlich konnten erstmalig Ketten aus mehreren, getrennten Nanostrukturen beobachtet werden, welche von hochgeladenen Ionen in streifendem Einfall erzeugt wurden. Diese werden von einzelnen Ionen erzeugt und konnten sowohl auf Graphen als auch auf HOPG gefunden werden.This work deals with the interaction of highly charged ions with surfaces. When an ion approaches a surface, its potential energy is deposited into the surface via a cascade of electronic processes. A strong electronic excitation of the surface results, which is localized in a nanometer sized region. As a consequence of further mechanisms, this excitation may lead to nanostructures being of topographic, structural or chemical modifications of the material.
During this work, a setup of a complete ion beamline was constructed. The beamline offers production, focussing and charge separation of ion beams as well as irradiations of surfaces with highly charged ions. Additionally, new methods for beam profile and particle density analysis via Raman microscopy on graphene are presented.
Experimental results of highly charged ions impinging on 2D materials provide the second part of this work. Ion induced nanostructures on lamellar materials, i.e. MoS2 as well as single layers of graphene, could be identified and analyzed. Each of them were triggered by the potential energy of the ions. Processes of the ion surface interaction could be deduced qualitatively from the data.
Local regions of enhanced friction on graphene could be detected by Friction Force Microscopy after irradiations. Thresholds for defect creation were established regarding the potential energy, which depend strongly on the kinetic energy of the ions. In terms of the over the barrier model, this dependency could be related to the time of flight the ion spends above the surface.
Defects on irradiated graphene as well as on free standing graphene were analyzed via Raman microscopy. Possible dependencies of the defect diameters and nature on the layer number as well as on the presence of a substrate were proved. It was shown, that graphene becomes locally hydrogenated by the impact of highly charged ions. Such a chemical modification leads to an enhanced friction as well as to an appearance of defect modes in Ramanmicroscopy.
For the first time, chains of multiple separated nanostructures were observed, which are triggered by highly charged ions impacting under grazing incidence. Chains are induced by single ions and were found on graphene as well as on HOPG
Morphological effects on colonization and succession of aquatic and riparian organism groups
No full textThe European Water Framework Directive (2000/60/EC) claims a good ecological status of all ground and surface waters in the European Union according to chemical, hydromorphological and biological conditions. Unfortunately, rivers were strongly altered in the last centuries. Therefore, the number of restoration measures strongly increased in the last decade. Aquatic organism groups (e.g., benthic invertebrates and fish), which are used to assess the ecological status, show low or no responses to restoration, although a strong correlation of hydromorphological measures and biotic responses is expected. Some studies addressed the factor time as the major setback in the missing restoration effects. Currently, the knowledge on time spans required for successful recolonization of restored sections is poor.
Effects of restoration measures on riparian organism groups are also less investigated, although single studies reveal strong responses to changing habitat conditions. Furthermore, studies which compare effects of restoration on both aquatic and riparian organism groups are missing. This thesis focused on hydromorphological river restoration measures in Germany and their effects on aquatic and riparian habitats and organism groups. The following questions were addressed:
- How do riparian organism groups respond to hydromorphological
restoration measures?
- How do habitats and species assemblages of the river and the
floodplain develop in the first years after restoration and over time?
- How do aquatic and riparian organism groups differ in their
responses to restoration measures?
To answer the first question, the effects of hydromorphological restoration on riparian habitats and organism groups were analyzed by using the example of carabid beetles and floodplain vegetation in a dataset of 24 restoration measures. For the second and third question, aquatic and riparian habitats and species assemblages were investigated in two restored mid-sized mountain rivers at different time spans after restoration. Thus, pioneer colonization and successional processes were analyzed. Restoration effects differed between aquatic and riparian, but also between the individual organism groups. For these differences, the impact of multiple factors is suggested, e.g., the magnitude of habitat generation, dispersal abilities of organism groups, the presence of source populations and accessibility of restored sections for dispersing species. Morphological river restoration measures increased habitat diversity mainly in riparian areas with strong benefits for carabid beetles and floodplain vegetation. The strong responses of these species to habitat changes render them suitable indicators for morphological restoration measures. Missing or respectively minor responses of benthic invertebrates and fish reflected the minor enhancement of substrate diversity on the river bottom of restored sections combined with low dispersal ability and the lack of source populations in the direct surroundings. In contrast, aquatic macrophytes react fast and strong to restoration. For them, shallow bankside areas have a high importance as propagules can accumulate in these areas resulting in fast colonization of restored sections subject to the condition that source population upstream from restored sections are present.
The results of this thesis highlight the decisive role of the factor time for the colonization of restored sections. Differing dispersal abilities of organism groups result in different time spans required for colonization of newly created habitats. Organism groups with high dispersal ability, e.g., riparian carabid beetles, are direct colonizers. In contrast, aquatic organism groups which have a lower dispersal ability and are currently suffering from multiple pressures need more time to reach restored sections. A high distance to source populations and deficits in longitudinal connectivity might retard or inhibit colonization of restored sections. In case of mountain rivers, the frequency and intensity of high discharges is another important factor influencing the development of habitats and colonization patterns of restored sections over time
In the Grip of Political Clientelism: The Post-1974 Turkish Cypriot Politics and the Politico-Economic Foundations of Pro-Taksim Consensus
No full textThe dissertation is organized around an overarching question: How can we explain the Turkish Cypriots’ approval of the United Nations’ reunification plan in 2004, given the fact that they had kept pro-taksim (partition) parties and leaders in power for almost half a century? I argue that the answer should be sought in the politico-economic dynamics, and particularly in the declining ability of the regime to dispense material resources to buy legitimacy, or to put it another way, simply in the crisis of the clientelistic system.
If we are to account for this tectonic shift in Turkish Cypriot politics as an outcome of the crisis of the clientelistic system, then we need to illustrate that there has been a clientelistic system sustaining the pro-taksim consensus in the first place. With this in mind, I start with a theoretical chapter on political clientelism. Here, I attempt to show the historical circumstances where clientelist relations emerged and thrived elsewhere in the world, on the one hand, and the development of academic study of clientelism, on the other. After elaborating on the differences between clientelism of notables and the party-based patronage, and coming up with a working definition of political clientelism, I review different approaches -namely culturalist, developmentalist and institutionalist- which try to account for the emergence of political clientelism in different contexts.
In the light of the theoretical chapter, in Chapter Two, I look into possible historical roots for political clientelism in the Turkish Cypriot community. Can we explain the dominant role of political clientelism in the post-1974 period with the prevalence of patron-client ties in the preceding period? Can we trace clientelism back to the periods under the Ottoman or British rule? Or did it emerge after independence in 1960 as it did in the Greek Cypriot community? My answer to all three questions is “no”. By charting the evolution of electoral politics and intra-elite competition in the British and Republic periods, and illustrating that there was no ground for widespread clientelism in these periods, I show that neither the culturalist nor developmentalist approach, which seek the roots of clientelism in the pre-democratic past can explain the entrenchment of political clientelism in the contemporary Turkish Cypriot community. I also briefly touch upon the roots of taksim policies; Ankara’s and Turkish nationalism’s influence on the Turkish Cypriot political elite and the evolution of separate Turkish Cypriot organizations in this period to prepare the ground for the subsequent analysis.
If political clientelism has not been inherited or structural, then, how can we explain its emergence in the post-1974 period out of the blue? I answer this question, in Chapter Three, where I focus on the immediate post-1974 period with a view to accounting for the emergence of political clientelism with an institutionalist approach. I start from the premise that political clientelism should be taken as a deliberate choice or a strategy, which was adopted by those already in power at the time of first multi-party elections to outmobilize the newly emerging opposition parties. Here, I focus on the circumstances within which the National Unity Party (UBP), the party of the ruling nationalist elite, adopted this strategy in its establishment phase in 1975. Particularly, I highlight the central role of the taksim policy of the leadership and the ensuing legitimacy crisis it faced, in the making of this strategic choice. In the last section of Chapter Three, I deal with the formation of the key institutions of the Turkish Federated State of Cyprus with a view to exploring other possible institutional factors promoting political clientelism. Of particular importance here are the electoral system and form of government.
In Chapter Four, I focus on the UBP’s establishment process and analyse its program, social composition, constitution and organization. First, I show that the UBP was essentially held together not by program or ideology but rather with clientelistic linkages by illustrating the incohesiveness of its program and fundamental conflicts of interest in its cadres, who for the most part made strange bedfellows given their social backgrounds. Then, I turn my attention to the party organization. I show that curiously for a party, whose founders were already in power, the UBP leadership opted for a bottom up organization model, and attached great importance to the building up of an organization based on mass membership. Finally, I illustrate how the UBP used public resources first to recruit members and then to mobilize voters in the run up to the first multi-party election.
What were the effects of this organizational model on the balance of power between the old guard and the emerging new guard within the party? How did it affect the functioning of the government once the UBP had won the election and become the government party? How did mighty Denktaş gradually lose the control of the party he had established? At a broader level, what were the consequences of the institutional choices i.e. the semi-presidential system and open list electoral system? Chapter Five addresses these questions and charts the political developments at intra and inter-party level in the late 1970s, 1980s and 1990s. At the intra-party level, it is shown that the underlying cause of the chaotic atmosphere and lack of discipline within the UBP was the power struggle within the party between the old and new guard. I argue that the eventual purge of the old guard can be associated with the organizational choice. Although he was no longer the official leader of the UBP, Denktaş’s role as one of the protagonists in this process is at the epicentre of the discussion. In this context, the rise of Derviş Eroğlu, a member of the new guard, who gradually took over the party organization and became Denktaş’s archrival, is also discussed. I also point out how the clientelistic character of the party, which brought too many irreconcilable interests together, made it impossible to devise and implement a program, to account for the dismal performance of the UBP as the governing party. At the inter-party level, I touch upon the role of Ankara as an actor, which seriously undermined the operation of democracy by blocking the coming to power of pro-federation parties.
What were the accumulated effects of political clientelism on social, economic and political life? What did give the clientelistic system its strength? Which factors did eventually undermine it? Why did the EU’s expected catalyst effect in the solution of the Cyprus problem did not initially kick in? In the closing chapter of the dissertation, I address these questions, and explore the causes of the crisis of the clientelistic system, which culminated with the approval of the Annan plan. After evaluating the accumulated effects of three decades of political clientelism on the socio-economic structure of the community, and the effects of bureaucratic clientelism -a distinct form of political clientelism- on the public finances, I conclude by showing how two economic crises and infighting within the nationalist camp coincided to expose all the weaknesses of the establishment, and turned the EU membership and reunification in the public mind into a panacea to all the ills the community has been suffering from paving the way for the “yes” vote in the referendum.Im "Würgegriff" des politischen Klientilismus. Der Prozeß türkisch-zypriotischer Politik nach 1974 und die politisch-ökonomischen Grundlagen des "Pro-Taksim" Konsensus
Diese Dissertation geht der Frage nach: Wie kann, angesichts der Tatsache dass die “pro-taksim“ (Aufspaltung) Parteien und deren Führer sich für fast ein halbes Jahrhundert an der Macht gehalten haben, die Zustimmung der türkischen Zyprioten zum Wiedervereinigungsplan der Vereinten Nationen im Jahre 2004 erklärt werden? Die Arbeit stellt die These auf, dass die Antwort in der politisch-wirtschaftliche Dynamik und vor allem in der damit verbundenen sinkenden Fähigkeit des Regimes zur Verteilung materieller Ressourcen zum Legitimitätserwerb liegt, oder anders ausgedrückt, einfach in der Krise der klientelistischen System selbst.
Wenn für diese tektonische Verschiebung in der türkisch-zyprischen Politik das Ergebnis der Krise des klientelistischen Systems als erklärender Faktor identifiziert wird, dann müss zunächst einmal gezeigt werden, dass es ein klientelistischen System zur Aufrechterhaltung des “pro- taksim“ Konsenses gegeben hat. In diesem Sinne, beginnt die vorliegende Arbeit mit einem theoretischen Kapitel über politischen Klientelismus. Hier werden unter Auswertung der bisherigen Forschung, die historischen Umstände unter denen klientelistische Beziehungen anderen Ortes in der Welt entstanden und gediehen sind aufgezeigt. Nach Ausarbeitung der Unterschiede zwischen “Klientelismus der Honoratioren“ und der “Parteibasierten Gönnerschaft“, wird eine Arbeitsdefinition des Begriffs “politischer Klientelismus“ entwicklet. Danach werden verschiedene Ansätze, kultureller, entwicklungs-geschichtlicher und institutioneller Art eingehender diskutiert, die versuchen die Entstehung von “politischem Klientelismus“ in unterschiedlichen Kontexten zu verstehen.
Bezug nehmend auf das theoretische Gerüst dieser Arbeit, werden in einem zweiten Schritt, die historischen Wurzeln des “politischen Klientelismus“ in der türkisch-zyprischen Gemeinschaft analysiert. Kann die dominierende Rolle des “politischen Klientelismus“ in der Ära nach 1974 mit der Bevorzugung von Patron-Klient-Verhältnissen in der vorhergehenden Periode erklärt werden? Liegen die historischen Wurzeln des Klientelismus auf Zypern in der osmanischen oder britischen Herrschaftsperiode? Oder entstand er in der Zeit nach der Unabhängigkeit im Jahr 1960, sowohl in der türkischen wie auch der griechisch-zyprischen Gemeinschaft? Die Antwort auf alle drei Fragen lautet "Nein". Eine Auswertung der Entwicklung hin zur “Politik durch Wahlen“ und des Wettbewerbs innerhalb der Eliten während der britischen und republikanischen Ära und der Darlegung, dass es keinen Nährboden für Klientelismus in diesen Zeiten gab, zeigt diese Arbeit, dass weder der kulturelle noch der entwicklungsgeschichtliche Ansatz, der die Wurzeln für Klientelismus in die vordemokratischen Vergangenheit sucht, die Entstehung und Verankerung des politischen Klientelismus in der heutigen türkisch-zyprischen Gemeinschaft erklären kann. Eine Analyse der Wurzeln der “taksim“ Politik, des Einflusses Ankara’s, des türkischen Nationalismus auf die politische Elite der türkischen Zyprioten sowie der Bildung eigenständiger türkisch-zyprischen Organisationen während dieser Zeit, bildet die Grundlagen für die folgende Analyse.
Wenn politischer Klientelismus nicht historisch kontingent oder struktureller Natur ist, wie kann dann seine Entstehung in der Zeit nach 1974, quasi aus dem Nichts heraus, erklärt werden? Dieser Frage wird in Kapitel Drei durch eine institutionelle Analyse der Entstehung des politischer Klientelismus nachgegangen. Dabei wird von der Annahme ausgegangen, dass “politischer Klientelismus“ als eine bewusste Entscheidung oder Strategie zu verstehen ist, die von denen aufgenommen wurde die sich bereits zum Zeitpunkt der ersten Mehrparteienwahl an der Macht befanden. Ziel dieser Strategie war es, die neu entstandenen Oppositionsparteien zu besiegen bzw. auszumanövrieren. Hierbei konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf die Umständen innerhalb der ’Nationale Einheitspartei’ (UBP), der Partei der führenden nationalistischen Elite, welche diese Strategie während ihrer Aufbauphase im Jahr 1975 anwendete. Besonderer Augenmerk wird dabei auf die zentrale Rolle der durch die Führung verfolgten taksim-Politik gelegt. Der letzte Abschnitt dieses Kapitels beschäftigt sich mich mit der Bildung der Schlüssel-Institutionen im Türkischen Bundesstaat Zypern um mögliche andere institutionelle Faktoren zur Förderung von “politischem Klientelismus“ zu identifizieren. Von besonderer Bedeutung hierbei sind das Wahlsystem und die Regierungsform.
Das vierte Kapitel konzentriert sich auf den Gründungsprozess der UBP und analysiert ihr Programm, ihre soziale Zusammensetzung, Verfassung und Organisationstruktur. Hier wird aufgezeigt werden, dass es sich bei der UBP nicht um eine Programmpartei handelt, sondern ihr innerer Zusammenhalt durch die klientelistische Politik bedingt wurde. Darauffolgend wird die Parteiorganisation einer näheren Analyse unterzogen. Es wird gezeigt, dass obwohl sich die UBP Führungselite bei Gründung der Partei bereits an der Macht befand, sie eine Massenorganisation aufbauen wollten. Schließlich wird nachgezeichnet, wie die UBP öffentlichen Mittel zunächst zur Mitgliederwerbung und dann zur Mobilisierung von Wählern im Vorfeld der ersten Mehrparteien-Wahl verwendete.
Was waren die Auswirkungen dieses Organisationsmodells auf das Gleichgewicht der Macht zwischen der alten Garde und der aufstrebenden neuen Garde innerhalb der Partei? Wie wirkte sich dies auf das Funktionieren der Regierung aus, nachdem die UBP die Wahl gewonnen hatte und die Regierung stellte? Wie verlor ’Denktaş’ allmählich die Kontrolle über die Partei die er gegründet hatte? Auf einer theoretischen Betrachtungsebene wird der Frage nachgegangen, was die Folgen der institutionellen Entscheidungen für z.B. eines semi-präsidialen Systems und eines Systems offener Wahllisten für den Abstieg der Partei waren? Kapitel Fünf befasst sich mit diesen Fragen und gliedert die politischen Entwicklungen auf Inner- und Zwischen-parteilicher Ebene in den späten 1970er, 1980er und 1990er Jahren. Auf der innerparteilichen Ebene wird gezeigt, dass die grundlegende Ursache für die chaotische Atmosphäre und dem Mangeln an Disziplin innerhalb der UBP, der innerparteiliche Machtkampf zwischen der alten und der neuen Garde war. Es wird gezeigt, dass die Säuberung der alten Garde in einem kausalen Zusammenhang mit der Wahl der Organisationstruktur steht in Verbindung gebracht werden kann. Obwohl er nicht mehr der offizielle Führer der UBP war, ist die Rolle ’Denktaş’ in diesem Prozeß zentral. In diesem Zusammenhang wird der Aufstieg von ’Derviş Eroğlu’, einem Mitglied der neuen Garde, der allmählich die Partei-Organisation übernahm und ’Denktaş` Erzrivale wurde, ebenfalls diskutiert. Als einen Grund für die schlechte Performance der UBP als Regierungspartei, wird angeführt, dass der klientelistische Charakter der Partei, die zu viele unvereinbare Interessen zusammengebracht hat, es unmöglich macht ein Regierungsprogramm zu entwickeln und umzusetzen. Auf der zwischen-parteilichen Ebene, wird die Rolle ’Ankara’s’ analysiert, die durch die Abwehr der Machtübernahme von Pro-Vereinigungsparteien die demokratischen Bemühungen ernsthaft untergrub.
Was waren die kumulierten Auswirkungen von “politischem Klientelismus“ in Bezug auf das soziale, wirtschaftliche und politische Leben? Woher bezieht das klientelistischen System seine Stärke? Welche Faktoren können es eventuell unterbinden? Warum trat der von der EU erwartet katalytische Effekt bei der Lösung des Zypern-Problems zunächst nicht ein? Im letzten Kapitel wird sich diesen Fragen zugewendet und die die Ursachen der Krise des klientelistischen System, welche in der Zustimmung des ’Annan’-Plans gipfelte, näher beleuchtet. Nach der Auswertung der kumulierten Auswirkungen von drei Jahrzehnten politischem Klientelismus auf die sozioökonomische Struktur der Gesellschaft und die Auswirkungen des bürokratischen Klientelismus (eine eindeutige Form des politischen Klientelismus) auf die öffentlichen Finanzen, schließt diese Arbeit mit einer Reflexion, wie zwei Wirtschaftskrisen und Machtkämpfe innerhalb des nationalistischen Lagers, die zeitgleich auftraten, alle Schwächen des Establishments offenbarten. Dadurch wurde in der Perzeption einer breiten Öffentlichkeit der EU-Beitritt und die Wiedervereinigung zu einem Allheilmittel und ebnete den Weg für das "Ja" beim Referendum
Thermoelectric properties of current-sintered nanocrystalline bulk materials processed from silicon and silicon-germanium nanoparticles
No full textDie Möglichkeit der Nanostrukturierung hat der Forschung auf dem Gebiet der Thermoelektrik in den letzten Jahrzehnten neue Perspektiven eröffnet. Viele bisherige thermoelektrische Materialien sind toxisch, schlecht verfügbar und somit teuer. Silizium ist ein nachhaltiges Material, das aus wirtschaftlicher Sicht sehr interessant für die Nutzung in einem thermoelektrischen Generator wäre, wenn seine intrinsisch hohe Wärmeleitfähigkeit dem nicht im Weg stehen würde. Im Rahmen dieser Arbeit sind daher Silizium und Silizium-Germanium-Verbindungen mit Korngrenzen auf der Nanometerskala hergestellt worden, um den Gitterbeitrag zur Wärmeleitfähigkeit zu reduzieren, ohne dabei in gleichem Maße die elektrische Leitfähigkeit des Materials zu verschlechtern.
Als Ausgangsmaterial dienten erstmals Nanopartikel, die in einem Mikrowellenplasmareaktor in der Gasphase synthetisiert wurden. Die Partikel wurden durch einen Stromsinterprozess zu Volumenkörpern verdichtet. Der Herstellungsprozess über Nanopartikel gestattet nicht nur Einflussnahme auf die Korngrenzendichte, sondern auch den Dotierstoff- und Oxidgehalt und im Falle von Mischsystemen auch auf die Stöchiometrie des Endprodukts. Die thermoelektrischen Eigenschaften der so synthetisierten Festkörper sind in Abhängigkeit von den genannten Parametern und der Sintertemperatur der Proben untersucht worden. Ein besonderer Fokus lag hierbei in der Untersuchung des Sauerstoffs, der sich während des Sintervorgangs zu Oxidpräzipitaten neuordnet und neben der Sintertemperatur einen maßgeblichen Einfluss auf die thermoelektrische Qualität des Endprodukts hat.
Für phosphordotiertes Nano-Silizium konnte über diesen Herstellungsprozess eine maximale thermoelektrische Gütezahl von 0,55 bei 700 °C erreicht werden, was die besten in der Literatur berichteten Werte reproduziert. Für eine phosphordotierte Nano-Silizium-Germanium-Legierung ist die erreichte maximale Gütezahl von 0,88 bei 800 °C höher als jene ihres makrokristallinen Äquivalents.
Darüberhinaus wurde in Kooperation mit der Theorie ein Modell zum Verdichtungsprozess von Si-Nanopartikeln durch Stromsintern entwickelt und publiziert. Homogenitätsstudien haben gezeigt, dass eine radiale Verschlechterung der thermoelektrischen Eigenschaften infolge eines radialen Temperaturabfalls bzw. eines inhomogenen Druckprofils während des Sintervorgangs zu verzeichnen ist. Überlagert wird der Effekt von einer axialen Inhomogenität verursacht durch den Peltier-Effekt während des Stromsinterns. Weiterhin konnte der dynamische Ein- und Ausbau von Dotierstoff aufgrund einer temperaturabhängigen Löslichkeitsgrenze durch Hysteresemessungen der elektrischen Eigenschaften einzelner Proben nachgewiesen werden. Langzeitstabilitätsmessungen bis zu 100 Stunden an Nano-Silizium ergaben für eine Anwendungstemperatur von 600 °C keine Veränderungen. Im Gegensatz dazu wurde für eine Anwendungstemperatur von 1000 °C bereits nach 1 Stunde eine Verschlechterung der Gütezahl um ca. 30 % festgestellt.The possibility of nanostructuring has opened new perspectives to the research field of thermoelectrics in the last decades. Many established thermoelectric materials are toxic, hardly available and therefore expensive. Silicon as a sustainable material would be very interesting for thermoelectric applications from an economic point of view, if its intrinsic high thermal conductivity could be lowered appropriately. Therefore, in this work silicon and silicon-germanium compositions with grain boundaries on the nanometer scale were fabricated to reduce the lattice contribution of the thermal conductivity without at the same time lowering the electrical conductivity to the same extend.
As a raw material nanoparticles synthesized in a microwave plasma reactor were used. The nanoparticles were subsequently densified to a bulk material in a spark plasma sintering machine. This synthesis route allowed not only the adjustment of the grain boundary density, but also the variation of dopant concentration, oxygen content and in cases of combined systems the stoichiometry of the final product. The thermoelectric properties of the as-prepared bulk samples were analysed in dependency of the mentioned parameters and the sintering temperature. A special focus was on the investigation of the oxygen that rearranges to SiOx precipitates during sintering and has a major influence on the thermoelectric quality of the final product, besides the sintering temperature.
The best reported results found in the literature could be reproduced with a maximum thermoelectric figure of merit of 0.55 at 700 °C for phosphorus doped nano-silicon. The maximum zT of 0.88 at 800 °C for phosphorus doped nano-silicon-germanium-alloys is better than the one of its macrocrystalline equivalent.
In addition, a model for the densification of particles in a current-activated, pressure-assisted densification process could be developed in cooperation with the theory group of Prof Wolf. Homogeneity studies have shown a radial degradation of the thermoelectric properties due to a radial temperature gradient and/or an inhomogeneous pressure profile in the sintering process. That effect is superimposed by an axial inhomogeneity caused by the peltier effect during current-activated sintering. Furthermore, the dynamic activation and deactivation of dopant atoms could be shown by hysteresis measurements of the electrical properties of chosen samples. Long-term stability measurements have revealed no changes of the material for a 100 h treatment of the samples at 600 °C. In contrast, a degradation of the thermoelectric figure of merit by around 30 % after a 1 h treatment at 1000 °C was found
Studies of energy dissipation pathways in the water formation reaction using metal-oxide-semiconductor nanostructures
No full textKatalytisch-chemische Reaktionen sind komplexe Prozesse, die eine Vielzahl von Schritten, wie molekulare Adsorption und Dissoziation auf einer Oberfläche, die Wechselwirkungen zwischen intermediären Produkten und die Desorption der Produkte von der Oberfläche in die Gasphase umfassen. Erhebliche Anstrengungen, unter Verwendung verschiedener experimenteller und theoretischer Methoden, wurden unternommen, um ein detailliertes mikroskopisches Verständnis der Dynamik dieser Prozesse zu erlangen. Doch noch wenig ist bekannt über die Wege der Energieübertragung im Zuge von Gas-Oberflächen-Wechselwirkungen. Insbesondere sind elektronische Anregungen als Energie Verlustkanal infolge von chemischen Oberflächenreaktionen von Interesse.
Ein vielversprechender, Ansatz, um Energietransfers zu studieren, stellt die Verwendung von Metall-Halbleiter- (MS), Metall-Oxid-Halbleiter- (MOS), und Metall-Isolator-Metall-Nanostrukturen (MIM) dar. Diese Bauteile ermöglichen den direkten Nachweis von elektronischen Anregungen durch den nicht-adiabatischen Transfer von chemischer Energie als elektrischen Strom – den makroskopischen Chemostrom. Bis heute sind die bedeutendsten Fortschritte bei der Untersuchung von Chemoströmen infolge von Reaktionen zwischen atomaren Spezies an Metallen gemacht worden. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden an anderer Stelle überprüft. Wechselwirkungen molekularer Gase mit Metalloberflächen wurden hingegen weniger studiert – wie die Zahl der Veröffentlichungen zeigt, die über einen induzierten elektrischen Strom durch Oxidation von Wasserstoff oder Kohlenmonoxid auf der Oberfläche eines Platinkatalysators berichten. Es ist jedoch noch nicht klar, welche Reaktionsschritte für die Erzeugung dieses Stroms verantwortlich sind. Der Beitrag thermischer Effekte zur Erzeugung von Chemoströmen ist ebenfalls noch nicht vollständig verstanden.Catalytic chemical reactions are complex processes, which include a variety of steps such as molecular adsorption and dissociation on a surface, interactions between intermediates, and desorption of products from the surface to the gas phase. Considerable effort has been made to achieve a detailed microscopic understanding of the dynamics of these processes using different experimental and theoretical methods, nevertheless still little is known about the routes of energy transfer accompanying gas-surface interactions. In particular, the role of electronic excitations for the energy dissipation in surface chemical reactions is a subject of debate. Resolving this issue is of particular interest for the understanding of the surface chemical reactions.
Recently, an easy to implement approach to study energy transfer processes accompanying exothermic gas-surface interactions with the use of metal-semiconductor (MS), metal-oxide-semiconductor (MOS), and metal-insulator-metal (MIM) nanostructures has been demonstrated. These devices allow direct detection of electronic excitation induced by the the non-adiabatic dissipation of chemical energy as a macroscopic electric current, called chemicurrent. To date, the most significant progress has been made in the study of chemicurrents induced in the course of reactions between atomic species on metals. Main results of these studies are reviewed elsewhere. At the same time, interactions of molecular gases with metal surfaces are less studied. For instance, the number of publications reported observation of an electric current induced by oxidation of hydrogen or carbon monoxide on the surface of platinum catalysts. However, it is not clear yet which reaction steps are responsible for the generation of this current. The contribution of thermal effects in the generation of the chemicurrent is also not fully understood.
The goal of this work is to study processes of an electric charge generation and transfer, induced by adsorption of oxygen and hydrogen molecules, and reactions between them on a polycrystalline surface of platinum with the use of the Pt/SiO2-n-Si MOS nanostructures. In particular, it aims to find answers to the following questions: (1) Is there any electronic excitation, accompanying steps of the water formation on platinum, which can be detected using MOS nanostructures? (2) What is the mechanism of this chemicurrent creation? (3) How big is the impact of thermal effects, due to the surface chemical reaction, on the process of the chemicurrent detection using MOS nanostructures
Development and application of liquid chromatography coupled to isotope ratio mass spectrometry
No full textStable isotope analysis has found widespread applications in various disciplines such as archaeology, geochemistry, biology, food authenticity, and forensic science. Coupling chromatography to isotope ratio mass spectrometry for compound-specific isotope analysis (CSIA) is a trend, as it provides several advantages over bulk isotope analysis, e.g., relatively simple sample preparation, the ability to measure individual compounds in a complex mixture in one run, and the reduced sample size required for precise isotope analysis. Gas chromatography coupled to isotope ratio mass spectrometry (GC/IRMS) has been well-established for compound-specific isotope analysis of volatile organic compounds within the last two decades. However, an interface combining liquid chromatography with isotope ratio mass spectrometry (LC/IRMS) was not commercially available until 2004. The current design of the interface requires using a carbon-free eluent in chromatographic separation. This requirement limits the application of the most frequently used reversed-phase liquid chromatography in CSIA, because the elution strength of water at room temperature is too low to serve as mobile phase in reversed-phase separations.
In order to increase the elution strength of water, we propose using high temperature water for chromatographic elution. The polarity of water decreases with an increase of temperature, yielding increased elution strength in reversed-phase columns. Therefore, high temperature water can be used as eluent instead of organic solvent for combining reversed-phase liquid chromatography with isotope ratio mass spectrometry (RPLC/IRMS). Additionally, temperature gradients can replace organic solvent gradients to increase chromatographic resolution. This is very important for LC/IRMS analysis, as precise isotope analysis requires baseline separation of analytes.
In this thesis, high-temperature reversed-phase liquid chromatography was coupled to, and for the first time carefully evaluated for, isotope ratio mass spectrometry (HT-RPLC/IRMS). The effect of column bleed on measured isotope ratios was investigated at high temperature in isothermal mode and in temperature gradient mode. Four different revised-phase columns were proven to be compatible with IRMS for compound-specific isotope analysis. The developed method was applied to measure caffeine in different drinks. Naturally occurring and industrially synthesized caffeine was observed to have two distinct δ13C-ranges, from ‒25 to ‒32‰ and from ‒33 to ‒38‰, respectively. On the basis of two different δ13C-ranges, four out of 38 drinks were suspected of being mislabelled due to added but non-labelled synthetic caffeine with δ13C-values falling in the range of synthetic caffeine. Furthermore, HTLC/IRMS was applied to measure non-polar and water-insoluble compounds, here steroids, for the first time. The use of steroid isotope analysis for pharmaceutical product control by HTLC/IRMS was demonstrated. The major advantage is that steroids can be analysed without derivatization. By overcoming current limitations in sample preparation, the method might become applicable for doping control purposes. Another potential application of LC/IRMS in doping control is the isotope analysis of 5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide (AICAR), a gene doping drug. Here, the first method for compound-specific isotope analysis of AICAR has been presented. The endogenous AICAR in urine and industrially synthesized AICAR were observed to have significantly different isotope signature. It shows that isotope analysis of LC/IRMS could potentially be used for the detection of AICAR abuse. The methodological developments presented in the thesis will lead to new applications of LC/IRMS
Case studies focussing on the implementation, use and outcomes of the instruments of workplace family policy in organisations within the private sector and the public sector
No full textIm Rahmen der Geschlechter- und Organisationsforschung beleuchtet das Promotionsprojekt die Rahmenbedingungen betrieblicher Familienpolitik. Soziodemografische, ökonomische und wirtschaftsstrukturelle Veränderungen, Pluralisierung von Lebensmodellen und Familienstrukturen sowie Konsequenzen im bildungs- sozialpolitisch- und gleichstellungspolitischen Kontext bilden neue Herausforderungen das Verhältnis von Familie und Beruf zu ordnen. Unter den Zeichen des demografischen Wandels und des befürchteten Fachkräftemangels zeigt sich dabei eine hohe Aufmerksamkeit für die Erwerbskraftpotenziale gut qualifizierter Frauen und deren Vereinbarkeitssituation. In der Praxis setzen sich zunehmend Lösungsansätze für eine flexible Gestaltung der Schnittstellen zwischen den Domänen Familie und Beruf durch und scheinen sich in Form von Teilzeitmodellen, flexiblen Arbeitszeitmodellen und Mobilitätsangeboten wie Home-Office als Generallösung für eine gelingende Vereinbarkeit zu etablieren. Diese Studie greift empirische Erkenntnisse auf, die einen unterschiedlichen Autonomiegrad für Beschäftigte, diese Flexibilität zugunsten eigener Grenzvorstellungen zu gestalten, nahelegt und berücksichtigt die bisherige Vernachlässigung gering qualifizierter Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer.
Daraus ergibt sich die Forschungsfrage, ob sich die bisherigen Konzepte betrieblicher Familienpolitiken und Vereinbarkeitsmaßnahmen in deutschen Unternehmen für alle Beschäftigtengruppen oder nur partiell als Chance für eine realisierte Balance von Familie und Beruf erweisen und, ob und wie durch sie alte und neue Ungleichheiten (re)produziert werden.
Der Widerspruch zwischen einer zunehmenden Pluralität von Lebensformen, Familien- und Erwerbsmodellen und dem sich herausbildenden Flexibilisierungsparadigma wird mit der „Work/Family Border Theory“ von Susan Clark in die theoretisch begründete Annahme aufgenommen, dass eine flexible Gestaltung der Grenzen zwischen den Domänen aufgrund unterschiedlicher Identifikationsmöglichkeiten mit den Domänen nicht für alle Beschäftigten die richtige oder umsetzbare Form von Vereinbarkeit ist. Die Wirksamkeit von betrieblichen Instrumenten wird somit an den Gestaltungsmöglichkeiten und Legitimationen unterschiedlicher Grenzformen gemessen. Organisationen werden zu diesem Zweck als vergeschlechtlichte Organisationen nach Acker und Wilz und als Arenen klassenspezifischer Tauschbeziehungen zwischen Beschäftigten und Führungskräften nach Erikson und Goldthorpe betrachtet.
Empirisch wurde die Forschungsfrage in drei vergleichenden Fallstudien in Organisationstypen der Privatwirtschaft und des öffentlichen Dienstes verfolgt. Durch das qualitativ und quantitativ angelegte Studiendesign konnten die unterschiedlichen Bedeutungen von verschiedenen Grenzqualitäten aus der Führungsperspektive und aus der Sicht von Beschäftigten erkannt sowie die deutlich geschlechts- und klassenspezifisch differenzierten Möglichkeiten begründet werden. Methodisch erwies sich dabei insbesondere die intersektionale Perspektive auf Strukturen, Identitätszuschreibungen und symbolischen Repräsentationen als erkenntnisreich, da letztlich die Widersprüchlichkeiten von Differenzierungskriterien innerhalb und zwischen diesen Ebenen Entwicklungspotenziale für die Weiterentwicklung der Vereinbarkeitsforschung und –Konzepte bietet.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass unterschiedliche Statusgruppen, Leistungsnormen sowie arbeits- und unternehmenskulturell verankerte Werte und dazu passende Identitätszuschreibungen an die Beschäftigten in den Organisationen unterschiedliche Formen der Grenzgestaltung zwischen den Domänen Beruf und Familie legitimieren oder ausschließen und dadurch in der Vereinbarkeitspolitik soziale Ungleichheiten zwischen den Geschlechtern und innerhalb der Geschlechtergruppen (re-)produziert werden. In allen drei Fallstudien findet sich jeweils eine Gruppierung von Beschäftigten, die im Fokus der Vereinbarkeitskonzeptionen steht, und eine Gruppierung, deren Vereinbarkeitsbedarf kaum wahrgenommen und berücksichtigt wird.
Dabei wurde deutlich, dass Leistungsnormen und Verfügbarkeitserwartungen mit familienfreundlichen Leitbildern und Instrumenten in allen Statusgruppen wenig kompatibel sind, und Führungskräfte, die diese zugleich vertreten sollen, überfordern. Dies führt zu zunehmend diffusen und versteckten Verwertungs- und Verfügbarkeitserwartungen und zu segregierenden Prozessen, welche die Realisierung von potenziell familienfreundlichen Maßnahmenkatalogen konterkarieren und die Wirkung von Instrumenten der betrieblichen Familienpolitik nicht voll entfalten, verpuffen oder ins Gegenteil verkehren lassen.
Es zeigt sich, dass die Gestaltungsmöglichkeiten für flexible oder stabile Grenzen zwischen den Domänen von der angenommenen Zuverlässig der Arbeitsidentitäten und Loyalitäten der Beschäftigten abhängig sind, die sich darin abbilden. Ob und welche Grenzenformen als angemessen anerkannt oder oder als unpassend abgelehnt werden, wird danach bewertet, wie sie die Steuerungs- und Kontrollaufgaben der Führungskräfte in den verschiedenen Arbeitsbereichen unterstützen, erschweren oder irritieren. Unabhängig davon, wie autonom die Grenzen gestaltet werden können, wird aus der Gestaltung von flexiblen Grenzen tendenziell eine hohe Identifikation mit den betrieblichen Bedingungen und Leistungsbereitschaft gelesen, während stabile Grenzen stabile Geschlechterrollen signalisieren.
Dabei wirken zwei Ausschlusskriterien in entgegengesetzte Richtungen: Zum einen stehen infolge des Strebens nach der Erschließung des qualifizierten Erwerbspersonenpotenzials wirklich hauptsächlich jene (weiblichen) Fachkräfte im Fokus, deren spezialisiertes Wissen und Fachkenntnisse sich im Sinne von spezifischem Humankapital als lohnenswerte Investition des Unternehmens erweisen sollen. Die Konzeption der für diese Zielgruppe passenden Instrumente lässt sich operativ auf die Tätigkeitsmerkmale von niedrig qualifizierten Beschäftigten in der Regel nicht anwenden. Gleichzeitig wird keine Notwendigkeit hinsichtlich konzeptioneller Überlegungen um die Vereinbarkeitsmöglichkeiten dieser Beschäftigtengruppen durch andere Instrumente zu gewährleisten, ersichtlich, da sie als austauschbar gelten und im Gegenzug häufig in so hohem Maß auf das Erwerbseinkommen angewiesen sind, dass Vereinbarkeit auch aus ihrer Perspektive als nachrangig angenommen wird.
Der Umgang mit den vorgefundenen betrieblichen Vereinbarkeitskonzepten prägt entweder durch flexible Grenzgestaltungen eine Anpassungen an weiterhin androzentrische Arbeitsidentitäten. Oder aber bestätigt in stabilen Grenzgestaltungsformen z.B. in Form von Teilzeitnutzung, die weiterhin zutreffenden Verteilungsnormen von Fürsorge- und Familienarbeit. Mit dem starken Fokus auf Frauen zeigen die bisherigen Konzeptionen von betrieblich unterstützter Vereinbarkeit wenig Wirkung um die vergeschlechtlichten Annahmen über das Idealbildes eines Arbeitnehmers, der bezahlte Arbeit vor allen anderen Tätigkeiten priorisieren kann, zu überwinden, sondern allenfalls Kraft, diese zu verschleiern. Dies impliziert die Diskriminierung jener Frauen aber auch Männer, die Vereinbarkeitsangebote nicht karriereorientiert einsetzen können oder wollen.
Zu diesem Zweck erweist sich Flexibilisierung als universeller Lösungsansatz als Ideologisierungsrisiko, da mit diesem in der Praxis in erster Linie qualifikationsorientierte Zielsetzungen und arbeitgeberseitige Interessen verfolgt werden und Geschlechterfragen in die weiterhin unsichtbare private Domäne verlagert werden können.
Ansätze für die Entwicklung eines anderen Verständnisses von Vereinbarkeit liegen in der Aufarbeitung widersprüchlicher Zielsetzungen der Vereinbarkeit und den Umsetzungserfahrungen der Führungskräfte. Hier zeigt sich, dass die klassische Rollenverteilung der Geschlechter und damit einhergehende typische weibliche Nutzungsformen von Vereinbarkeitsmaßnahmen nicht zuletzt deswegen eine hohe Beständigkeit aufweist, weil sie eine gewisse Funktionalität und Zuverlässigkeit für die Führungskräfte aufweist. Wenn Frauen weiterhin Zuverdienerinnen bleiben und die Verantwortung für Familienarbeit tragen, können Männer weiterhin ausschließlich als Erwerbskräfte in Anspruch genommen werden. Normbrüche von Frauen, die mit den Vereinbarkeitsmöglichkeiten ein Verfügbarkeitsmuster gestalten, dass keine Priorisierung der Fürsorgeaufgaben signalisiert, irritieren zwar familiäre Wertvorstellungen und Rollenbilder, verbleiben aber weiterhin in dem Kontext einer zu lösenden Frauenproblematik. Demgegenüber zeigen „Normbrüche“ von Männern, die deutliche Vereinbarkeitsansprüche erheben, das Potenzial die Austauschbeziehung zwischen Führungskräften und Beschäftigten zu irritieren und dadurch Führungskräfte zu einer Reflexion des Verhältnisses zwischen den Domänen Beruf und Familie anzuregen.Within the framework of both gender studies and organisational studies, this doctoral thesis illuminates the basic conditions determining workplace family policy.
Socio-demographic and financial changes, changes in economic structures, the pluralisation of different life models and different family structures, in addition to educational and socio-political consequences, as well as consequences arising from equal opportunity policy provide a challenge to restructure the relationship between work and family. With the demographic transition in Germany becoming increasingly visible, along with the concomitant feared skills shortage, there is evidence of increased interest in both the labour force potential of highly qualified women as well as their opportunities for balancing work and family life. In practice, approaches to finding resolutions in this area, involving a flexible configuration of the interfaces between the domains of family life and work life, are increasingly becoming accepted, and appear to be establishing themselves - in the form of part-time working models, models for flexible working hours and flexible location options, such as home office models, - as a general solution ensuring a successful work/family balance. This study takes empirical findings which advise a variable degree of autonomy for employees to configure this flexibility in line with their own concepts of limitation, and takes into consideration the hitherto existing disregard of less-qualified employees, both male and female. The thesis research question arises from a consideration of these circumstances, i.e. whether the hitherto existing concepts of workplace family policy and the measures for facilitating a balance between work and family life in German companies have proved to be an opportunity for real balance between work and family life for all employee groups, or only for some groups, and whether and how these policies and measures have led to the (re)production of old and new inequalities.
The contradiction between an increasing plurality of life, family and occupation models, i.e. ways of living, living in family and working, and the emerging flexibility paradigm along with the work of Susan Clark in 'Work/Family Border Theory' from part of the basis for the theoretically well-founded presupposition of this thesis, namely, that a flexible configuration of the borders between life domains, on account of different possibilities for identification with the domains, is not the correct or workable form of work/family balance for all employees. Consequently, the efficacy of workplace instruments is measured against the various possibilities for configuration, as well as the legitimations for various border forms. For this purpose, organisations are considered gendered organisations, according to Acker and Wilz, and as arenas of class-specific exchange relationships between employees and management, according to Erikson and Goldthorpe.
With respect to the aspect of empirical research, the research question was applied to three comparative case studies in organisations within the private sector as well as within the public service. As a result of the qualitative and quantitative design of the study, the different significances of various border qualities were able to be identified, both from the perspective of management, and from the point of view of employees, and the possibilities, distinctly differentiated according to gender and class, were able to be substantiated. In terms of method, in particular, the intersectional perspective on structures, attributions of identity and symbolic representations proved able to provide lucrative findings, as, in the final analysis, the inconsistencies in differentiation criteria both within and between these levels offer development potential for the advancement of research into work/family balance and work/family balance concepts.
The results of the study show that different status groups and performance standards, as well as static working values, static values as determined by company culture and the applicable attributions of identity to the employees either legitimate or exclude various forms of border configuration between the domains of work and family in the organisations, and as a result of this, social inequalities between genders and within gender groups are (re)produced within the policies for work/family balance. In all three case studies, there exists a group of employees who form the focus of the respective concepts on work/family balance, and in all three case studies, there also exists a group of employees, whose requirements for work/family balance are barely apprehended or taken into consideration.
Thus it has become clear that performance standards and expectations of availability are hardly compatible with family-friendly concepts / models and instruments in all of the status groups, and that management personnel required at the same time to meet these standards and expectations are overwhelmed. This leads to increasingly diffuse and oblique expectations of use and availability, and to segregating processes, which thwart the successful implementation of potentially family-friendly catalogues of measures, and which either do not allow for the effects of the instruments of workplace family policy to be fully developed, or else render these effects void or even lead them to work against the stated objective.
The evidence shows that the possibilities for the configuration of flexible or stable borders between domains are dependent on the assumed reliability of the work identities and loyalties of the employees. The question of whether and which border forms are recognised as appropriate or else rejected as inappropriate, is evaluated according to the degree to which such forms support, hinder or complicate the control tasks and supervisory duties of management personnel in the various working areas. Irrespective of the degree of autonomy granted with regard to the configuration of borders, the configuration of flexible borders tends to indicate a high degree of identification with workplace conditions and motivation, while stable borders signal stable gender roles.
In the process, two criteria for exclusion function in opposite directions: on the one hand, as a consequence of the striving to make best use of the qualified labour potential, mainly those (female) skilled workers form the focus, whose specialised knowledge, skills and expertise are thought to prove to be a worthwhile investment for the company with regard to specific human resources investments. As a general rule, the conception of the suitable instruments for work/family balance developed for this target group cannot be applied to the job characteristics of less-qualified employees. At the same time, the necessity of conceiving of alternative options for these employees is not perceived, as these employees are considered replaceable, and in many cases are so highly dependent on their earned income, that from their perspective, work/family balance is an issue of secondary importance.
Exposure to the existing workplace concepts for work/life balance either contributes to a further adaptation to androcentric work identities by means of the possibility for flexible border configuration, or else it confirms the applicable norms for division between caring for children and work in the family sphere through stable border configuration forms, e.g. in the form of part-time use. With a strong focus on women, conceptions of workplace-supported work/family balance options up-to-now have shown little effect at overcoming the gendered assumptions concerning the ideal employee, who is able to prioritise paid employment ahead of all other occupations and activities, and instead, they have at best had the effect of obscuring these assumptions. This implies discrimination for those women, but also those men, who are either not able or not willing to adopt options for work/family balance from a career-oriented perspective.
Thus, as a universal approach to a solution, flexibility proves instead to be a risk for re-ideologisation, as in practice, with this approach to a solution, it is the case that qualification-oriented objectives and employer interests are pursued first and foremost, and questions of gender are thus able to be shifted to the private domain, where they remain invisible.
Approaches for the development of another understanding of the work/family balance may be found in working through the contradictory objectives of facilitating the work/family balance as well as the experiences of management personnel in implementing concepts facilitating this. It can be seen at this point, that the classical allocation of gender roles, and thus the accompanying typical female ways of utilising measures aimed at facilitating work/life balance show a certain stability and consistency, not least because they offer a certain functionality and reliability to management personnel. When women continue to remain supplementary earners, and continue to have primary responsibility for work in the family sphere, men may continue to be utilised exclusively as primary earners in the labour force. Norm violations by women, who, using the possibilities for facilitating work/family balance, configure a paradigm of availability that does not signal any prioritisation of family care tasks, may in doing so go against family ideals and role models, but they remain within the greater context of issues affecting women that need to be resolved. In contrast, 'norm violations' by men, who lay claim to significant support in facilitating their work/family balance, show the potential to complicate the exchange relationship between management and employees and thus to prompt a more fundamental reflection on the relationship between the domains of work and family