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Light induced forces on dust aggregates and their application to planetary and protoplanetary surfaces
No full textIntensive optische Strahlung induziert bei wenigen mbar Umgebungsdrücken photophoretische und Knudsen Kompressor Kräfte in Staubschichten, die einzelne Aggregate gegen die Kohäsions- und Gravitationskraft aus einer Staubschicht herauslösen können. In dieser Arbeit werden Experimente und deren Ergebnisse sowie theoretische Ansätze der licht-induzierten Partikelauswürfe diskutiert und deren Anwendungen im Kontext der Planetenentstehung dargestellt. Neben Laborexperimenten werden auch μg-Experimente und deren Ergebnisse vorgestellt. Die Resultate dieser Arbeit bestätigen die teils starke Wirkung von Photophorese, Thermophorese und Knudsen Kompressor Effekten auf freie und gebundene Staub- und Eisteilchen bei mbar Drücken. Licht-induzierte Kräfte in Staubschichten sind für die Planetenentstehung in protoplanetaren Scheiben relevant. Die μg-Experimente haben gezeigt, dass die Auswurfrate von Aggregaten aus einer Staubschicht invers von der gravitativen Beschleunigung abhängt. Staubige Körper in protoplanetaren Scheiben werden durch licht-induzierten Aggregatauswürfe (teilweise) erodiert und sind dadurch zu dem eine Quelle von μm Teilchen. Dieselben Effekte sind auch auf planetaren Köpern wie dem Mars anwendbar, wo sie eine Erklärung der Staub- teufelaktivität sein können. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Knudsen Kompressor Effekte nicht nur heftige Partikeleruptionen in rasch abgedunkelten Staubschichten auslösen können sondern ganz generell ein Phänomen poröser Teilchen (hier: Staub- und Eisteilchen) mit einem Temperaturunterschied sind und das dieser Effekt sogar ausge- prägt genug ist, um Staub- und Eisteilchen über einer Oberfläche gegen die Gravitation levitieren zu lassen.Intense optical radiation induces photophoretic and Knudsen compressor forces at a few mbar gas pressure in dust beds which are strong enough to eject particles against the cohesion and gravitational force from the dust beds surface into the surroudings. In this thesis experiments, their results as well as theoretical approaches on the light induced particle releases are discussed and their application in the context of planet formation is presented. Besides laboratory experiments, μg experiments and their results are presented. The conclusion of the work approves the strong effect of photophoresis, ther- mophoresis and Knudsen compressor effects on dust and ice particles at mbar pressure. The light induced forces in dust beds play an important role in planet formation pro- cesses in protoplanetary disks. The μg experiments showed, that the ejection rate scales inversely with gravity. Dusty bodies in protoplanetary disks are (partially) eroded by light induced particle eruptions and are hence a source of μm particles. The same effects are also appliciable to planetary bodies like Mars where they might explain the dust devil activity. It is further more demonstrated that Knudsen compressor effects do not only induce intense particle eruptions in rapidly shaded dust beds but are a general phe- nomena in porous particles (here: dust and ice particles) with a temperaure difference over themselves. The Knudsen compressor effect is strong enough to levitate particles against gravity over a surface
Management of rheumatoid arthritis in Germany considering the role of insurance type
No full textHintergrund: Bei der rheumatoiden Arthritis handelt es sich um eine Erkrankung, die für die Betroffenen mit einer hohen individuellen Krankheitslast einhergeht. Zahlreiche Studien und Daten der Versorgungsforschung weisen auf eine ausgeprägte Unterversorgung in der Behandlung der rheumatoiden Arthritis hin. Fragestellung: Im Rahmen dieser Arbeit wird zum einen unter einem Versorgungsforschungsaspekt die Leitlinienkonkordanz der Behandlung von Patienten mit rheumatoider Arthritis im Studienzentrum untersucht. Zudem wird untersucht, ob es einen Zusammenhang gibt zwischen dem Versicherungsstatus der Patienten und dem Gesundheitsstatus bzw. der Versorgung. Methodik: Im Rahmen einer retrospektiven nicht-interventionellen Beobachtungsstudie wurden aus einem Datensatz von insgesamt 2.000 Patienten 636 Patienten in die Studie eingeschlossen, die die relevanten Einschlusskriterien (u. a. Diagnose einer rheumatoiden Arthritis und ein Alter von mind. 18 Jahren) erfüllten, und von diesen 430 in die Verlaufsuntersuchung. Die Daten dieser Patienten wurden deskriptiv im Hinblick auf die Erfüllung von Therapiestandards untersucht. Im Rahmen multivariater Modelle wurden die Fragestellungen nach der Rolle des Versicherungsstatus untersucht. Ergebnisse: Die Behandlung in diesem Studienzentrum orientiert sich im Hinblick auf die Versorgung mit Arzneimitteln an den in Deutschland geltenden Therapiestandards. Über 90 % der Patienten werden innerhalb der ersten sechs Monate der Behandlung im Studienzentrum mit sogenannten krankheitsmodifizierenden Antirheumatika behandelt. Über 50 % der Patienten, die eine Steroid-Therapie erhalten, erhalten auch die wichtige Osteoporoseprophylaxe. Es fanden sich einige Indikatoren für eine im System bestehende Unterversorgung: Trotz einer Krankheitsdauer von durchschnittlich 5 Jahren waren nur 23 % der Patienten schon einmal fachärztlich behandelt worden bzw. nur 32 % der Patienten hatten in ihrer Erkrankungshistorie ein krankheitsmodifizierendes Medikament erhalten. Im Hinblick auf die Rolle des Krankenversicherungsstatus zeigte sich in der deskriptiven Analytik, dass privat Versicherte Patienten seltener von einem rheumatologischen Facharzt vorbehandelt waren und auch seltener krankheitsmodifizierende Arzneimittel erhalten haben. Privat Versicherte hatten jedoch einen höheren Anteil an der Verordnung innovativer Präparate (z. B. Cox-2 Inhibitoren und Biologika) im Verlauf der Behandlung im Studienzentrum. In den multivariaten Modellen konnten diese Zusammenhänge weitgehend bestätigt werden. Im Hinblick auf den Gesundheitsstatus zeigte sich in den patientenrelevanten Endpunkten Disease Activity Score (zur Messung der Krankheitsaktivität), Health Assessment Questionnaire (zur Messung der Funktionsfähigkeit) und Short-Form 36 (zur Messung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität) ein signifikanter Unterschied in der deskriptiven Statistik, der multivariat jedoch nicht belegt werden konnte. Schlussfolgerung: Die Behandlung von Patienten mit einer rheumatoiden Arthritis im Studienzentrum war effektiv und orientiert sich an den relevanten Leitlinien. Privat Versicherte erhalten eher innovative Arzneimittel als gesetzlich versicherte Patienten. Weitere Studien sind notwendig, um zu untersuchen, welche Auswirkungen diese Unterschiede in der Versorgung auf die Patienten haben
Hysteresis of Monomers, Dimers and Many-Particle Ensembles
No full textIn this thesis, structural and magnetic properties of single Fe and FexPt1-x self-assembled nanoparticles are investigated and correlated.
First, surface properties of cuboctahedral FexPt1-x nanoparticles are investigated using high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). A novel oscillatory surface layer relaxation of the order of several percent is observed. The large outward relaxation of the outermost surface layer is attributed to carbon traces present in the experiment.
Second, the bulk magnetic properties of these nanoparticles are investigated. Using the high resolution achievable by photoemission electron microscopy with circularly polarized x-rays, the magnetic hysteresis loops of individual Fe nanoparticles with side length smaller than 20 nm are measured for the first time. In addition, the hysteresis loops of nanoparticle configurations consisting of a few nanocubes are recorded at room temperature and 110K in differently oriented magnetic fields (up to 100mT). The
coercivity of individual ~18nm Fe nanocubes is determined to
be about 2.5mT at room temperature.
The measurements, using the XMCD effect [x-ray magnetic circular dichroism], yield a reduced magnetization for the Fe nanocubes corresponding to 50% of that of bulk Fe. This is attributed to thermal fluctuations of the magnetization over the time scale of the measurement.
Moreover, a shift of the hysteresis loop reminiscent of a positive exchange bias is observed in most configurations consisting of multiple Fe nanocubes. The origin of this shift, however, cannot be fully explained by either the presence of an exchange bias or by the magnetostatic interaction between nanocubes.
Third, the relationship between the structural and magnetic properties of the nanoparticles is investigated. To this effect, the three-dimensional morphology experimentally measured by TEM is introduced in micromagnetic simulations, revealing a strong dependence of the coercive field on particle morphology. For example, a 10% elongation increases the coercivity by one order of magnitude.
The measurements carried out in this thesis on different nanoparticle systems demonstrate the possibility of characterizing the magnetization down to a scale of a few nanometers by means of x-ray microscopies: x-ray photoemission electron microscopy (XPEEM) and
magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM).In dieser Arbeit werden die strukturellen und magnetischen
Eigenschaften einzelner selbstorganisierter Fe- und FexPt1-x-Nanopartikel untersucht und korreliert.
Die strukturelle Oberflächenrelaxation von kuboktaedrischen FexPt1-x-Nanopartikeln wurde lagenaufgelöst mittels hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) untersucht. Eine oszillatorische Relaxation von mehreren Prozent wurde erstmalig beobachtet und die starke Aufweitung der äußersten Lage einem experimentell bedingten Kohlenstoff-Einfluss zugeordnet.
Die magnetischen Eigenschaften kubischer Nanopartikel kleiner 20nm wurden mittels Photoemissionselektronen-Mikroskopie unter der Verwendung von zirkular polarisierter Röntgenstrahlung untersucht. Hysteresekurven individueller und aus wenigen Partikeln bestehender Konfigurationen wurden erstmalig bei Raumtemperatur und 110K sowie in verschiedenen Orientierungen des Magnetfeldes (bis zu 100mT) aufgenommen. Das Koerzitivfeld eines einzelnen ~18nm Fe Nanowürfels bei Raumtemperatur konnte bestimmt werden (~2.5mT). Mittels des XMCD-Effekts wurde eine im Vergleich zum Volumenmaterial um 50% reduzierte Magnetisierung in den Fe Nanowürfeln gemessen und durch thermische Magnetisierungsfluktuationen über den Zeitraum der Messungen erklärt. Desweiteren wurde eine an einen positiven Exchange Bias erinnernde Verschiebung der Hysteresekurve in Fe Nanowürfel-Konfigurationen beobachtet. Dabei bieten weder die gängigen Exchange Bias Modelle noch die magnetostatische Wechselwirkung zwischen den Nanowürfeln eine hinreichende Erklärung dieses Effekts.
Das komplexe Zusammenspiel von Struktur und Magnetismus der Nanopartikel wurde mittels mikromagnetischer Simulationen untersucht. Hierbei wurde die durch TEM ermittelte drei-dimensionale Morphologie in den Rechnungen berücksichtigt und eine starke Abhängigkeit gefunden. Beispielsweise resultieren 10% Elongation in einer
Vergrößerung des Koerzitivfeldes um eine Größenordnung.
Die in dieser Arbeit durchgeführten Messungen an verschiedensten Nanopartikelsystemen verdeutlichen die Möglichkeit, den Magnetismus auf der Skala weniger Nanometer mittels verschiedener röntgenmikroskopischer Methoden (Röntgen-Photoemissionselektronen-Mikroskopie (XPEEM) und Magnetischer Röntgen-Transmissions-Mikroskopie (MTXM)) vollständig zu charakterisieren
is there a relationship? An observational multicentre study
No full textEinleitung: In der Bevölkerung leiden zwischen 0,1–0,4% an Cluster-Kopfschmerzen (C-KS) mit zum Teil täglichen Attacken, die vielfach im Schlaf auftreten. Eine der häufigsten Schlaf-bezogenen Erkrankungen mit einer Prävalenz von 3-4% ist das Schlafapnoe-Syndrom (SAS). Ergebnisse einer Studie an 37 Patienten mit episodischen C-KS zeigte, dass diese Patienten etwa 8mal häufiger von einem SAS betroffen waren als die Kontrollgruppe. Positive Effekte einer CPAP-Therapie zur Behandlung des SAS auf die Häufigkeit und Schwere von C-KS sind in Fallberichten beschrieben, es wurden jedoch keine systematischen prospektiven Studien durchgeführt.
Fragestellung: Die aktuelle Studie ermittelt die Häufigkeit eines SAS bei Patienten mit chronischem C-KS mittels Berlin-Fragebogen (B-FB), einem validierten Fragebogen mit Spezifität von .89 und Sensitivität von .77 bei Apnoe-/Hypopnoe-Index >5 (Netzer et al. 1999. SAS Verdacht wird polysomnographisch überprüft und die Auswirkungen einer SAS Behandlungstherapie auf die CKS-Symptomatik werden ermittelt.
Methodik: An 34 Patienten mit Diagnose chronischer C-KS >1 Jahr wurde der B-FB erhoben, der die wichtigsten SAS-Symptome befragt: Schnarchverhalten und Atempausen, Tagesschläfrigkeit, Bluthochdruck und Übergewicht. Des Weiteren wurden Kopfschmerztagebücher mit Angaben zur Attackenstärke, -dauer, -zeit plus weitere Skalen erhoben: Epworth Sleepiness Scale (ESS), MOS sleep scale (MOS-SS), SCL-90-R, Beck Depressions Inventar (BDI-II) und SF-36.
Ergebnisse: 62% der Patienten (n=21) zeigten ein positives Ergebnis im B-FB, d.h. haben einen Verdacht auf SAS, 38% waren B-FB negativ (n=13). Die Gruppe der B-FB positiven Patienten unterscheidet sich im Schlafproblemindex der MOS-sleep scale signifikant von den B-FB negativen (p=.014; 59,3 +/- 18,9 vs. 40,8 +/- 21,9).
Beide Gruppen unterscheiden sich signifikant im BMI (p=.003; 28,3 +/- 3,9 vs. 24,3 +/- 2,8).
Ein Vergleich beider Patientengruppen bezüglich Clusterattackenintensität (Stärke * Dauer) zeigt keinen Unterschied zwischen den Gruppen. Berechnungen mit Kontrolle für BMI zeigen eine erhöhte Anzahl der Attacken nachts in der B-FB positiv Gruppe (p=0,033). Es zeigen sich keine Unterschiede auf Tagesmüdigkeit (ESS), bei der psychischen Beeinträchtigung in den SCL-90-Parametern oder in der gesundheitsbezogenen Lebensqualität (SF-36). Von 14 polysomnographisch untersuchten Patienten wurde bei 8 ein obstruktives SAS festgestellt. Die Behandlung mit CPAP führte bei einem Patienten zur fast vollständigen Remission der Attacken, leichte Verbesserungen in der Attackenintensität und -dauer zeigten sich bei einem zweiten Patienten, keine Verbesserung bei einem weiteren Patienten. Fünf Patienten brachen die Behandlung mit CPAP ab.
Zusammenfassung: Die Ergebnisse ergeben den Hinweis, dass Patienten mit chronischen Clusterkopfschmerzen ein deutlich erhöhtes Risiko für ein Schlafapnoe-Syndrom haben. Eine CPAP Behandlung über Vollgesichtsmaske ist für viele chronische Cluster-Kopfschmerzpatienten schwer tolerierbar.Background and aims: Cluster headache (CH) attacks occur predominantly out of the sleep state. Oxygen desaturation during sleep apnoea syndrome (SAS) has been proposed as a possible trigger of CH attacks. We performed a multicentre prospective observational study to evaluate the relationship of SAS and chronic CH (CCH).
Methods: Patients with CCH filled in a headache diary and were screened by the Berlin-Questionnaire for SAS. Patients with likely SAS were investigated polysomnographically.
Results: Thirty four patients were included in the study. Twenty one patients were suspected to have an SAS. Patients with a likely SAS had higher BMI Scores (p=0.003) compared to those without suspicion of SAS and when controlled for BMI showed more attacks during nights (p = 0.033). Of the 14 patients with polysomnography, eight revealed an SAS. CH attacks resolved completely in one, moderately improved in another and persisted in a third patient during continuous positive airway pressure (CPAP) treatment of SAS. Five patients discontinued CPAP treatment because of intolerability to the mask.
Conclusion: The number of CH patients with SAS was elevated and reported in the general population. Patients with CCH appear to have an increased frequency of SAS. Comorbidity of SAS and CH should be considered as treatment of SAS may improve CCH in some patients
Eine neue Impfstrategie für HCV: Präsentation der Hepatitis C Virus hypervariablen Region I auf HBV capsid-ähnlichen Partikeln
No full textMore than 170 million people worldwide are chronically infected with the Hepatitis C Virus (HCV). The recommended treatment with interferon-α in combination with Ribavirin does not lead to satisfactory results. A prophylactic vaccine against HCV is not available yet, and its development is a challenging task. It is well documented that the viral persistence is caused by effective evasion of the virus from adaptive immune response. On the other hand, HCV clearance is associated with rapid induction of neutralizing antibodies in the early phase of infection, as well as a cooperation between CD8+ cytotoxic and CD4+ helper T-cell responses. Recent data have demonstrated that antibodies to the hypervariable region I (HVRI) of HCV E2 are able to block both, cell-free as well as cell-to-cell, transmission of HCV. Therefore, the induction of HVRI-specific B-cells by a prophylactic vaccine is a very promising strategy for future vaccines. Previous vaccination trials with peptide, recombinant protein, DNA and vector-based vaccines in patients did not result in an induction of an effective immune response, which would effectively prevent the HCV infection. Due to this, a new strategy is required for the generation of a prophylactic vaccine. A particularly encouraging approach is the usage of cross-reactive HVRI variants presented on capsid-like particles (CLPs) to boost their immunogenicity
For this purpose, an improved HBc-CLP vaccine displaying four different highly cross-reactive HVRI-variants was constructed. The efficiency of the vaccine was tested in mice and guinea pigs. Upon immunization of mice with single HVRI-variants, high titers of cross-reactive anti-HVRI antibodies were detected. A significantly stronger immune response was detected after immunization with a mixture of these CLP-HVRI-variants. These particles induced high titers of anti-HVRI antibodies, which were able to cross-react with 25% of naturally occurring HVRI sequences. In a neutralization assay with HCV pseudoparticles (HCVpp) the anti-HVRI antibodies were able to neutralize homologous as well as heterologous HCVpp. Moreover, the analysis of the neutralizing capacity of sera from these mice to HCVpp bearing envelope proteins derived from 19 patients showed that anti-HVRI antibodies were able to neutralize 40% of patient-derived HCVpp, demonstrating that HVRI-CLPs are indeed able to induce cross-neutralizing HCV antibodies.
Furthermore, the induction of cross-reactive and cross-neutralizing antibodies could be verified in guinea pigs. Here guinea pig serum showed similar neutralizing capacity compared to mice serum.
Additionally, it was demonstrated that CLPs formed by the woodchuck core protein (WHc) that presents HVRI-variants, are similarly competent for assembly.
The presented results indicate that this new vaccine approach induces a potent anti-HVRI cross-reactive immune response, as well as cross-neutralizing HVRI-specific antibody responses. They consequently constitute a new strategy for a prototype vaccine against HCV infection in humans.Weltweit sind derzeit mehr als 170 Millionen Menschen chronisch mit dem Hepatitis C Virus (HCV) infiziert. Die empfohlene Behandlungsstrategie, eine Kombinationstherapie mit Interferon-α und Ribavirin, führt jedoch zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen. Die Entwicklung einer prophylaktischen Impfung stellt eine anspruchsvolle Aufgabe dar, welche bis heute nicht gelöst werden konnte. Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass die Viruspersistenz durch die Evasion des Virus vor der adaptiven Immunantwort verursacht wird. Die Eliminierung des Virus wird mit einer raschen Induktion von neutralisierenden Antikörpern, sowie einer Kooperation zwischen CD8+ zytotoxischen T-Zellen und CD4+ T-Helferzellen assoziiert. Aktuelle Studien beweisen, dass Antikörper gegen die Hypervariable Region I (HVRI) des E2-Proteins in der Lage sind, zellfreie, aber auch eine Übertragung des Virus von Zelle-zu-Zelle zu verhindern. Daher wurde bereits angenommen, dass die Induktion von HVRI-spezifischen B-Zellen eine der vielversprechendsten Ansatzmöglichkeiten für eine neuartige Vakzinierungsstrategie ist. Vorangegangene klinische Studien zur Entwicklung neuer Impfstoffe gegen HCV unter Verwendung von Peptiden, rekombinantem Protein, DNA und vektorbasierenden Vakzinierungsstrategien in Patienten waren ohne Erfolg und führten zu keiner ausreichenden Immunantwort. Infolgedessen werden neue wirksame Vakzinierungsstrategien dringend benötigt. Einen besonders vielverpsrechenden Ansatz stellt die Präsentation von kreuz-reaktiven HVRI-Varianten auf partikulären Trägern wie CLPs (capsid like particles) dar, welche deren Immunogenität um ein Vielfaches steigern können.
Zu diesem Zweck wurde eine Vakzine bestehend aus vier verschiedenen stark kreuz-reaktiven HVRI-Varianten, die auf HBc-CLPs präsentiert werden, konstruiert. Die Wirksamkeit wurde zunächst in Mäusen und anschließend in Meerschweinchen getestet. Nach der Immunisierung von Mäusen mit Einzelvarianten der HVRI konnten hohe Titer kreuz-reaktiver HVRI-Antikörper detektiert werden. Eine signifikant stärkere Immunantwort wurde beobachtet, nachdem die Mäuse mit einer Mischung der CLP-HVRI-Varianten immunisiert wurden. Diese Partikel induzierten starke Titer von HVRI-Antikörpern, welche außerdem in der Lage waren mit 25% natürlich vorkommender HVRI-Sequenzen kreuz zu reagieren. Im so genannten HCV-Pseudopartikel (HCVpp) Neutralisationssystem, konnte gezeigt werden, dass anti-HVRI Antikörper sowohl homologen als auch heterologen HCVpp neutralisieren können. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die HVRI-Antikörper im Serum dieser Mäuse in der Lage waren, HCVpp mit 19 verschiedenen, von Patienten isolierten HCV Hüllproteinen, zu 40% zu neutralisieren. Diese Ergebnisse zeigen, dass HVRI-CLPs tatsächlich kreuz-neutralisierende HCV Antikörper induzieren können.
Darüber hinaus konnte die Induktion von kreuz-reaktiven und kreuz-neutralisierenden Antikörpern im Meerschweinchen bestätigt werden, denn das Serum der Meerschweinchen wies vergleichbare Ergebnisse der Neutralisationseffizienz zu denen der Mäuse auf.
Abschließend konnte gezeigt werden, dass HVRI-präsentierende CLPs auch durch das Core-Protein des Waldmurmeltiers (WHc) produziert werden können.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass der gewählte Ansatz zur Generierung einer neuen Prototypvakzine eine wirksame anti-HVRI kreuz-reaktive Immunantwort hervorruft, sowie zu einer Induktion von kreuz-neutralisierenden HVRI-spezifischen Antikörpern in der Lage ist. Die in dieser Arbeit beschriebenen Ergebnisse stellen somit eine neue Impfstrategie einer Prototypvakzie gegen Hepatitis C Infektionen im Menschen dar
Multimediaeffekte, Modalitätseffekte und Aufmerksamkeitslenkung
No full textSelbst im technologischen Zeitalter des 21. Jahrhunderts gehören Bücher (Texte und Bilder) nach wie vor zu den wichtigsten Informationsmedien einer Gesellschaft. Die dem Text- und Bildverständnis zugrunde liegenden kognitiven Prozesse sind gut erforscht und werden bei Empfehlungen zur Gestaltung von Texten und Bildern berücksichtigt (Mayer, 2005a, für eine Einführung in multimediales Lernen). Die Forschung kann mittlerweile auf einen Pool von multimedialen Designprinzipien blicken (Mayer, 2005b, für einen Überblick), von denen zwei in dieser Dissertation näher beleuchtet werden. Nach dem Multimediaprinzip ist es lernförderlicher, wenn Texte zusammen mit Bildern präsentiert werden, als wenn man Texte ohne diese präsentiert (Fletcher & Tobias, 2005). Werden Texte zusammen mit Bildern dargeboten, stellt sich, dem Modalitätsprinzip folgend, ein weiterer Lernzuwachs ein, wenn der Text auditiv anstatt visuell präsentiert wird (Low & Sweller, 2005). Ein Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, die Gültigkeit dieser beiden Designprinzipien in einem realistischen Kontext mit Grundschülern zu überprüfen (Experiment 1 und 2). Die Ergebnisse legen nahe, dass beide Prinzipien – scheinbar in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Lernzeit – nicht für alle Informationsquellen (im Text präsentierte Information, im Bild präsentierte Information, sowohl im Text als auch im Bild präsentierte Information und Transferinformation; Peeck, 1974;1994) gleichermaßen gelten. Bei kürzerer Lernzeit ist zudem die Gefahr gegeben, dass Bilder die Aufmerksamkeit der Grundschüler auf sich ziehen (Experiment 1); dies führt zu Lerneinbußen hinsichtlich derjenigen Information, die lediglich im Text enthalten ist (shift-of-attention effect; Brünken & Leutner, 2001). Ein weiteres Ziel der Dissertation bestand darin, die Effektivität von instruktionalen Hilfen auf die Text- und Bildverarbeitung zu untersuchen (Experiment 2). Den zugrunde liegenden theoretischen Rahmen bildete die Kognitive Theorie des Multimedialen Lernens (Mayer, 2005c; 2009) sowie ein Ansatz zur Kohärenzbildung (Seufert, 2003; Seufert & Brünken, 2004). Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass instruktionale Hilfen (Selektions-/Organisations- und Integrationshilfen) das Lernergebnis der Grundschüler nicht verbessert haben. Der theoretische Ertrag wird in einem potentiellen Beitrag der Ergebnisse zur Elaboration der Theorien des multimedialen Lernens gesehen. Der praktische Ertrag besteht darin, dass Lehrer/innen die Vorteile des Modalitätsprinzips, besonders bei kürzeren Lernzeiten, nutzen sollten. Zudem sollten sie bei der Gestaltung von instruktionalen Hilfen darauf achten, dass ihre Schüler/innen nicht von einer zu großen Informationsflut überwältigt werden
Social contextualization of symbolic learning and working rooms on the example of three-dimensional Multi User Virtual Environment Second Life
No full textArbeiten und Lernen ist nicht mehr nur in den gebauten Räumen der physisch realen Welt möglich. Dreidimensionale Online-Welten, wie das Multi User Virtual Environment (MUVE) Second Life, entwickeln sich zu Orten der sozialen Begegnung und des gegenseitigen Austauschs. Sie beinhalten zentrale Konzepte, die sie gegenüber anderen Online-Kommunikationsumgebungen abgrenzen. Neben der Persistenz ihrer internen Welt gehört dazu eine Orientierung an realweltlichen Vorbildern, zu denen auch konkrete Bezüge zum architektonischen Raum und seinen Typologien gehören. Sie knüpfen damit trotz ihrer Künstlichkeit und des Fehlens haptischer Qualitäten sehr direkt an Erfahrungen und Strategien im Umgang mit gestalteter Umwelt und raumbezogenen Wissen an. Damit verbundene Angebote werden allerdings erst vor dem Hintergrund ihrer sozialen Konnotationen lesbar. Die Arbeit „Soziale Kontextu¬alisierung von virtuellen Lern- und Arbeitsräumen am Beispiel des dreidimensionalen Multi User Virtual Environment Second Life“ greift diese Problemstellung auf und thematisiert Online-Welten als sozial kontextualisierte Kommunikations- und Kollaborationsumgebungen am Beispiel von Second Life. Vor dem Hintergrund grundsätzlicher Problemstellungen der Online-Kommunikation werden die Möglichkeiten und Wirkungen sozialer Kontextualisierung auf der Basis von sozialräumlichen Merkmalen unterschiedlicher raumbasierter Online-Welten vorgestellt. Im Mittelpunkt der Arbeit steht eine empirische Erhebung bei der Studierende der Universität Duisburg-Essen in Second Life erzeugte Räume für die Gruppenarbeit nutzten. Ihr Ziel war es, auf der Basis eines multimethodischen Vorgehens die Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen den Merkmalen des Raumes, wie seinem Design und seiner Ausstattung, sowie der Soziabilität der Räume und ihrer Akzeptanz bei den Studierenden zu untersuchen und darzustellen.Learning and working is no longer possible only in the rooms of the physically real world. Three-dimensional online worlds, such as the Multi-User Virtual Environment (MUVE) Second Life, develop into places for social interaction and mutual exchange. They differ from other online communication environments due to central concepts they include. In addition to the persistence of the internal world these concepts include a focus on examples from the real world, which also involve specific references to the architectural form and its typologies. Despite its artificiality and lack of tactile qualities online worlds very directly relate to experiences and strategies of dealing with designed environments and the associated spatial information and knowledge. Their affordances are completely legible only against the background of their social connotations. The thesis "Social contextualization of virtual learning and working rooms using the example of three-dimensional Multi-User Virtual Environment Second Life" addresses this problem and focuses on online worlds as socially contextualized environments of communication and collaboration using the example of three-dimensional MUVE Second Life. The possibilities and effects of social contextualization on the basis of socio-spatial features of different online games and environments are presented against the background of fundamental issues of online communication and the influence of physically built environments on social processes. The thesis focuses on an empirical study with six student learning groups of the University of Duisburg-Essen using rooms created in Second Life for their group work. The study, which is based on a mixed methodological approach, combined online group discussions with an individual survey. It aimed at examining the relationships and dependencies of room features like their design and equipment, their sociability and their acceptance among the students
Mikroskopie mit ballistischen Elektronen und Löchern
No full textDie vorliegende Arbeit präsentiert Messungen zum ballistischen Transport von Elektronen und Löchern an Metallfilmen, organische Molekülen und Oxidschichten. Die Messungen basieren auf der Methode der ballistischen Elektronen Emissions Mikroskopie BEEM und ballistischen Löchern Emissions Mikroskopie (BHEM).
Antimon (Sb) wurde auf ein n-dotiertes Silizium Si(001) und Si(111)-Substrat aufgebracht. Durch die Präparation bei tiefen Temperaturen konnte zwischen dem Antimon und dem Siliziumsubstrat ein Schottkykontakt hergestellt werden. Die topografische Untersuchung der Oberfläche der Sb/Si-Dioden zeigt eine raue, polykristalline Struktur. Mit einer BEES-Messung (ballistische Elektronen Emissions Spektroskopie) konnte die Barrierenhöhe der Sb/Si-Dioden abgeschätzt werden.
Zusätzlich wurde mit BHEM der ballistische Löchertransport durch das PTCDA Molekül untersucht werden. Die PTCDA-Moleküle wurden dafür auf eine Bismut-Silizium (Bi/Si) Schottkydiode aufgebracht. Die Moleküle ordneten sich auf dem Bismut in der bekannten Herringbone Struktur an. In den BHEM Aufnahmen konnte auf den Molekülinseln ein molekularer Auflösung erreicht werden.
Zum Schluss wurde die Oxidschicht an MIM-Dioden (Metall-Isolator-Metall) mit BEEM und BHEM Messungen untersucht. Die Ergebnisse widersprechen den gängigen BEEM Theorien. Aus diesem Grund wurde die Transmission von den Ladungsträgern durch die Oxidschicht simuliert und mit den Messdaten verglichen. Mit dieser Methode ist es gelungen aus den Messdaten ein Modell für die Barriere vorzuschlagen, das die experimentellen Ergebnisse richtig beschreibt.The present work focuses on the ballistic transport of electrons and holes through metallic layers, organic molecules and oxide layers. The studies were performed using the techniques of ballistic electron emission microscopy BEEM and ballistic hole emission microscopy BHEM.
Antimony (Sb) was deposited onto n-doped Si(001) and Si(111) silicon substrates. The low-temperature deposition enabled the formation of Schottky barriers between the antimony film and silicon substrate. The study of the Sb/Si-diode surface shows a polycrystalline structure. By means of BEES measurements (ballistic electron emission spectroscopy) the barrier height of the Sb/Si-diodes could be estimated from the onset of the BEEM current.
In addition, the ballistic transport of holes through the PTCDA molecule was analyzed using BHEM. The PTCDA molecules were deposited onto a bismuth-silicon (Bi/Si) Schottky diode. On the bismuth surface the PTCDA molecules formed the well-known herringbone structure. The BHEM signal shows molecular resolution for the molecular islands.
Finally, MIM-diodes (metal-insulator-metal) were analyzed using BEEM and BHEM. The measurements were found to be in conflict with the established BEEM theory. For this reason, the transmission of the charge carriers through the oxide barrier was simulated and compared with the measured data. With this technique it is possible to propose a model for the oxide barrier that is in good agreement with the experimental results
Cybersex addiction: Craving and cognitive processes
No full textCybersex addiction is discussed with growing interest, because some individuals report symptoms of dependency regarding their cybersex use resulting in personal distress of clinical significance. The aim of this dissertation is to investigate the role of the reinforcing nature of pornographic stimuli in cybersex addiction within four studies. In the first and the second study the theoretical background of substance dependency has been taken as basis for cybersex addiction and experimental paradigms used in research on substance dependencies were adapted to the field of cybersex addiction. These studies address the role of positive reinforcement, cue-reactivity, and predefining vulnerability in cybersex addiction. Regarding this, sensitivity for sexual excitation and a generally problematic use of sex were identified as specific factors of vulnerability and a general psychological-psychiatric symptom severity as unspecific factor of vulnerability for cybersex addiction. It was shown that these vulnerability factors together with self-reported craving predicted tendencies towards cybersex addiction. Moreover, the intensity of craving partially mediated the relationship of specific and unspecific vulnerability factors with tendencies towards cybersex addiction. However, indicators of a poor sex life in general were not associated to symptoms of cybersex addiction. The third and the forth study examined the effect of pornographic stimuli on cognitive processes. It was shown that working memory and decision-making performance was worse when pornographic pictures had to be processed simultaneously. From a cognitive point of view, these results might partly explain why some individuals continue cybersex activities although they experience negative consequences during or following their cybersex use. Altogether, the studies’ findings are discussed according to the assumed underlying processes of conditioning to explain the repeated cybersex use in the light of growing, but neglected negative consequences. It is concluded that positive reinforcement due to sexual arousal can be considered as core mechanism in the development of cybersex addiction and interferes with cognitive processes important for goal-directed behaviors
Electronic, magnetic and thermodynamic properties of magnetic shape memory alloys from first principles
No full textDer magnetische Formgedächtnis-Effekt ist eine funktionale Eigenschaft die von wissenschaftlicher, aber auch industrieller Bedeutung ist. In magnetischen Formgedächtnis-Legierungen lassen sich durch das Anlegen moderater magnetischer Felder makroskopisch messbare Verzerrungen erzielen. Die Physik magnetischer Formgedächtnis-Materialien wird durch die Wechselwirkung magnetischer und struktureller Phasen bestimmt, da die Materialien sowohl einen ferromagnetischen als auch einen martensitischen Phasenübergang zeigen. Die Heusler-Legierung Ni2MnGa ist ein vielversprechendes magnetisches Formgedächtnis-Material, dass allerdings eine für industrielle Anwendungen zu niedrige martensitische Übergangstemperatur aufweist und vergleichsweise spröde ist.
In der vorliegenden Arbeit wurden die bisherigen in der Literatur erwähnten Untersuchungen an Ni2MnGa durch Ab Initio Untersuchungen zum Einfluss der Beiträge von Gitterschwingungen, magnetischen Anregungen, elektronischen Korrelationen und Fermiflächennesting auf den Martensit-Übergang erweitert. Es wird gezeigt, dass der martensitische Phasenübergang von mehreren Beiträgen getrieben wird.
In einem nächsten Schritt wurden Mangan-reiche Zusammensetzungen der Legierungssysteme Ni-Mn-Z (Z = Ga, In, Sn, Sb) untersucht, die hohe martensitische Übergangstemperaturen aufweisen. Es zeigt sich, dass ein direkter Ansatz, der die Energiedifferenzen zwischen Austenit und Martensit, die in den Dichtefunktionalrechnungen auftreten, mit der Übergangstemperatur identifiziert zu qualitativen und teilweise sogar quantitativen Übereinstimmungen mit experimentellen Ergebnissen führt. Der Ansatz, der nicht-stöchiometrische Zusammensetzungen über
Superzellen berücksichtigt, ermöglicht die Berechnung vollständiger Phasendiagramme mittels Ab Initio Methoden. Die dazu erforderliche Rechenleistung steht in einem angemessenen Verhältnis zu den erzielbaren Resultaten.
In einem weiteren Schritt wurden die vorgestellten Methoden auf die Legierungssysteme Ni-Pt-Mn-Z (Z = Ga, Sn) angewandt, die noch nicht ausführlich in der Literatur behandelt wurden. Die partielle Substitution von Nickel durch Platin ist von besonderem Interesse,
da diese die Valenzelektronenkonzentration nicht verändert. Es zeigt sich, dass durch das Hinzufügen von Platin höhere Übergangstemperaturen erwartet werden. Kürzlich veröffentlichte experimentelle Arbeiten bestätigen die vielversprechenden Eigenschaften dieser Legierungssysteme.
Eine weitere magnetische Formgedächtnis-Legierung die im Rahmen dieser Arbeit untersucht wurde ist Co-Ni-Ga. Dieses System zeichnet sich durch die Abwesenheit weicher Phononen und antiferromagnetischer Wechselwirkungen aus, die in Ni-Mn-Ga beobachtet werden. Die Tendenz, dass die erwarteten martensitischen Übergangstemperaturen bei Erhöhung der Valenzelektronenkonzentration ansteigen, lässt sich hingegen auch in Co-Ni-Ga beobachten.The magnetic shape memory effect (MSME) is a functional property which is of outmost interest from a scientific point of view but also regarding industrial applications. Magnetic shape memory alloys (MSMA) allow to obtain large magnetic field induced strains (MFIS) in moderate magnetic fields and hence qualify for actuator and sensor devices. The underlying physics of MSMAs is governed by an interplay between different structural and magnetic phases as a ferromagnetic and a martensitic transition are required for the appearance of the MSME. Several alloys are known to show the MSME. From these NiMnGa is promising with regard to industrial applications but still shows too low operating temperatures and is rather brittle.
In this thesis the comprehensive investigation of Ni2MnGa which was undertaken by a lot of scientific groups in the past is expanded by an investigation of the different contributions to the martensitic transformation (MT) using first-principles calculations. In particular the influence of lattice vibrations, magnetic excitations, correlation effects and Fermi surface nesting on the MT are investigated. It is shown that the structural phase transition that appears in Ni2MnGa is driven by several martensitic driving forces.
In a further step the Mn-rich compositions of the alloys systems Ni-Mn-Z (Z = Ga, In, Sn, Sb) have been investigated. The Mn-rich compositions are of particular interest as they show increased MT temperatures. It turns out that a simple approach which relates the transformation temperature to the energy difference between the austenite and martensite structure which appears in first-principles calculations yields good qualitative and in some cases even quantitative agreement with experimental results. The approach which models off-stoichiometric compositions by using supercells makes it possible to calculate the transformation temperatures of off-stoichiometric compositions within feasible computational demand. This gives rise to the calculation of complete phase diagrams by ab initio methods.
In the next step, the established methods which have been applied to phase diagrams which are already known experimentally have been applied to the alloy systems Ni-Pt-Mn-Z (Z = Ga, Sn) which has not been discussed extensively in the literature before. The (partial) substitution of Ni by Pt is interesting as it is an isoelectronic substitution which sustains the valence electron concentration e/a. It turns out that higher martensitic transformation temperatures are expected when adding platinum to the alloys. The promising properties of such alloys have recently been confirmed experimentally.
Another magnetic shape memory alloy which has been studied within this thesis is Co-Ni-Ga. This system is of special interest as the phonon softening that is present in Ni2MnGa as well as antiferromagnetic interactions which are found in Mn-rich compositions of the latter alloy are absent in Co-Ni-Ga. Nevertheless, the basic trend that the martensitic transformation temperature increases with e/a is also observed in this alloy system