Universität Stuttgart
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Item Open Access Einfluss der Herstellungsparameter auf die mechanischen Eigenschaften von Si-(B-)C-N-Precursorkeramiken(2002) Bauer, Arndt; Aldinger, Fritz (Prof. Dr.)Ziel dieser Arbeit ist es, den Herstellungsprozess für Precursorkeramiken zu optimieren und den Einfluss einzelner Herstellungsparameter auf die Eigenschaften und insbesondere auf die Hochtemperaturkriechverformung von Si-(B)-C-N-Precursorkeramiken zu charakterisieren. Am Beispiel eines kommerziell erhältlichen Polysilazans Ceraset werden als wichtigste Parameter die Vernetzungstemperatur der Polymere, die Polymerpartikelgröße nach dem Mahlen und Sieben sowie die Press- und Pyrolysebedingungen betrachtet. Dabei zeigt sich, dass die geringste Porosität einer Keramik, die über das Pressen von Polymerpulver erhalten werden kann, bei etwa 11 % liegt. Es stellt sich heraus, dass vor allem die Porosität des gepressten Grünlings für die Enddichte der Keramik ausschlaggebend ist und im optimalen Fall etwa 7 % beträgt. Von spezieller Bedeutung ist dabei die offene Porosität. Die nach außen offene Porenkanäle werden benötigt, um während der Pyrolyse ein Entweichen der Gase aus dem Grünling zu ermöglichen. Die Porosität des Grünlings hängt von der Viskosität des Polymers während des Pressvorgangs ab und kann deshalb über die Parameter Vernetzungsgrad und Warmpresstemperatur gesteuert werden. Zusätzlich zur Dichte und Hochtemperaturstabilität werden weitere Eigenschaften wie die Hochtemperaturverformung, die Bruchzähigkeit, der Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit von Precursorkeramiken in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen ermittelt. Eine simultane Maximierung aller untersuchten Eigenschaften ist nicht möglich, so dass für bestimmte Anforderungsprofile Kompromisse gesucht werden müssen. Als Parameter mit der größten Wirkung auf die Eigenschaften hat sich die Partikelgröße erwiesen. Große Partikel haben einen positiven Einfluss auf die Bruchzähigkeit und die Hochtemperaturstabilität, wohingegen kleine Partikel sich vorteilhaft auf die Hochtemperaturkriechverformung und die Biegefestigkeit auswirken. Die Hochtemperaturverformung wurde durch Experimente bei konstanten Spannungen und Temperaturen zwischen 1350 und 1500 °C untersucht. Es wurde eine detaillierte Charakterisierung der Zeit-, Spannungs- und Temperaturabhängigkeit sowohl unter Druck- (bis 300 MPa) als auch unter Biegebeanspruchung (bis 50 MPa) durchgeführt. Dabei wird bei beiden Beanspruchungsarten selbst bei einer Versuchsdauer von bis zu zwei Wochen kein stationäres Kriechen beobachtet. Die Dehnraten sinken vielmehr auf Werte unterhalb der Nachweisgrenze ab. Es wird versucht, das Freie-Volumen-Modell, das ursprünglich zur Beschreibung der Relaxation in metallischen Gläsern entwickelt und inzwischen vor kurzem erfolgreich auf Precursorkeramiken übertragen wurde, auch bezüglich der Gültigkeit für die hier untersuchten Materialien zu überprüfen.Item Open Access Die alpha-Amylase aus Bacillus amyloliquefaciens: Verbesserung der Alkaliaktivität und Steigerung der spezifischen Aktivität mittels gerichteter Evolution(2002) Bessler, Cornelius; Schmid, Rolf D. (Prof. Dr.)Amylasen werden häufig in Waschmitteln eingesetzt. Diese Anwendung werden Amylasen benötigt, die eine hohen Stabilität und Aktivität bei alkalischem pH besitzen. Zudem ist eine hohe spezifische Aktivität wünschenswert, da so Enzymmenge und dadurch Kosten gespart werden können. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung und Anwendung von Methoden der gerichteten Evolution auf die Amylase aus Bacillus amyloliquefaciens (BAA) zur Steigerung der spezifischen Aktivität und der Alkaliaktivität. Die Gene für die BAA sowie zwei Punktmutanten derselben wurden durch Error-prone PCR mutagenisiert und durch Gen-Shuffling rekombiniert. Zur Durchmusterung der Mutantenbibliotheken wurde ein Hochdurchsatz-Test auf Basis des kommerziell erhältlichen Phadebas(r)-Tests entwickelt. Das pH-Optimum von Mutante 42 ist um eine pH-Einheit zu höheren pH-Werten verschoben und liegt bei pH 7. Dies führt zusammen mit einer um den Faktor fünf höheren Aktivität bei pH 10 zu einem verbreiterten pH-Profil. Außerdem stieg die Aktivität in den Periplasmafraktionen um den Faktor vier und die spezifische Aktivität um den Faktor 1,5 als beim Wildtyp. Eine weitere Mutante, Mutante 29 zeigt das pH-Profil des Wildtyps. Allerdings liegen Aktivität der Periplasmafraktionen und spezifische Aktivität um den Faktor 40 beziehungsweise um den Faktor 9 höher als beim Wildtyp. Mutante B1, die durch Error-prone PCR mit der Mutante 29 erzeugt wurde zeigt ebenfalls das pH-Profil des Wildtyps. Zudem ist ihre spezifische Aktivität niedriger als die der Mutante 29, aber immerhin noch um den Faktor 4,2 höher als die des Wildtyps. Durch Vergleich der Aminosäuresequenzen der Mutanten mit dem Wildtyp und mit homologen Amylasen konnte der Einfluss der einzelnen Mutationen erklärt werden.Item Open Access High rate electrochemical dissolution of iron-based alloys in NaCl and NaNO3 electrolytes(2002) Wagner, Thomas; Mittemeijer, Eric Jan (Prof. Dr. Ir.)With the investigations presented in this work, the reaction mechanisms and principles of steels upon the high rate electrochemical dissolution in activating NaCl electrolytes and passivating NaNO3 electrolytes are revealed and the role of anodic surface films developing at the substrate surface is included in schematic dissolution models. For the development of accurate dissolution models, mask-less Electrochemical Machining (ECM) experiments with the flow channel cell at high electrolyte flow rates (up to 7 m/s) and current densities up to 70 A/cm2 were carried out in combination with following ex situ surface analysis. On the basis of these experiments a satisfactory dissolution model for heterogeneous steel substrates is presented, with special respect to the influence of local turbulences in the flowing electrolyte. To specify and characterize the electrochemical behaviour of the examined electrolyte / substrate combination, polarization measurements with the rotating cylinder electrode(RCE) are presented.Item Open Access Reporterassays und Oligonukleotid-Mikroarrays zur Überwachung der Bildung von Wasserblüten und zur frühen Erkennung ihrer potentiellen Toxizität(2002) Schreiter, Pat; Schmid, Rolf D. (Prof. Dr.)Seit einigen Jahrzehnten werden immer häufiger Wasserblüten in Gewässern beobachtet. Die Ursache dafür ist die abnormale Massenvermehrung von Cyanobakterien. Der genaue Grund für diese Erscheinung ist noch nicht bis ins Detail geklärt. Es wurde jedoch beobachtet, daß bestimmte Muster der Nährstoffverfügbarkeit, im wesentlichen Phosphor, die cyanobakterielle Proliferation fördern. Wegen des Geruchs und Gestanks werden die Wasserqualität und die Trinkwasserversorgung durch Wasserblüten erheblich beeinträchtigt. Außerdem produzieren viele wasserblütenbildende Cyanobakterien Toxine, so daß der Verzehr vom wasserblütenhaltigen Wasser gesundheitsschädlich sein kann. Um die mit Wasserblüten einhergehenden Probleme zu vermeiden, wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Assays als ein Frühwarnsystem zur Überwachung von Wasserblüten- sowie Cyanotoxinbildung entwickelt. Ausgehend von einem cyanobakteriellen Reporterstamm mit der Konstruktion PphoA::luxAB im Genom wurde ein lumineszierender Reporterassay zur Detektion der für Cyanobakterien verfügbaren Phosphatquellen entwickelt. Durch Immobilisierung ist der Sensor lagerfähig und der Assay leicht handhabbar. Basierend auf der Hybridisierungstechnik konnte in dieser Arbeit mit spezifischen Sonden ein Assay im Mikroarray-Format zur molekulargenetischen Detektion von der in Wasserblüten am häufigsten gefundenen cyanobakteriellen Gattung Microcystis und dem Gen der für die Produktion von hepatotoxischen Microcystinen verantwortlichen Microcystin-Synthetase entwickelt werden. Dieser Oligonukleotid-Mikroarray ermöglicht eine schnelle Identifizierung der in Wasserblüten beteiligten Microcystis-Stämme und eine einfache Beurteilung der Gefährdung durch "blühende" Gewässer.Item Open Access Isolierung des humanen Lactasegens und seine Expression in der Hefe Pichia pastoris(2002) Bethge, Rut; Schmid, Rolf D. (Prof. Dr.)Die Lactase-Phlorizin-Hydrolase (LPH) katalysiert bei der Verdauung die hydrolytische Spaltung des Milchzuckers Lactose in Glucose und Galactose. Dieses Enzym ist im Bürstensaum des Dünndarms der Säugetiere lokalisiert. Seine Aktivität wird nach dem Ende der Laktationsphase sehr stark gesenkt, bzw. die Synthese in Teilabschnitten des Darms eingestellt, was eine Lactoseintoleranz bei 75 % der Weltbevölkerung zur Folge hat. Eine Ausnahme stellen hierbei Nordeuropäer und einige afrikanische Völker mit traditionellem Konsum von Milch und Milchprodukten dar. Mit dem Lactosemetabolismus sind unter anderem die Stoffwechselkrankheiten Milchunverträglichkeit, die durch einen Defekt in der Lactase-Synthese zustandekommt, und Galactosämie, die auf dem genetischen Defekt der Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase (GALT) beruht, verbunden. Während die Symptome, Durchfall und Erbrechen, der Milchunverträglichkeit weniger schwerwiegend sind, führt der Verlauf von Galactosämie unbehandelt zu geistiger Zurückgebliebenheit und in vielen Fällen zum Tod. In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Entwicklung denkbarer Behandlungsstrategien der Galaktosämie durchgeführt. Der Grundgedanke ist, die negativen Folgewirkungen der Galactosämie durch Hemmung des ersten Enzyms des Lactosemetabolismus, der LPH, unter Akzeptanz der Folgen einer Milchunverträglichkeit, zu unterbinden. Hierbei kamen unterschiedliche Glycosidaseinhibitoren zum Einsatz. Erstens wurde die humane Lactase-Phlorizin-Hydrolase in Pichia pastoris exprimiert und die Quantifizierbarkeit ihrer Lactaseaktivität in dem Test auf Disaccharidase-Aktivität nach Dahlqvist untersucht. Zweitens wurde die Anwendbarkeit des Testsystems zur Charakterisierung einer LPH-Hemmung im Allgemeinen, bzw. zur Suche nach neuen spezifischen LPH-Inhibitoren untersucht. Die LPH wurde aus menschlichen Dünndarmgewebeproben isoliert. Dazu wurde ihre Gesamt-RNA isoliert, die mit Hilfe der Reversen Transkriptase in cDNA übersetzt wurde. Daraus konnten durch PCR sowohl die Lactase-, als auch die Phlorizin-Hydrolase-Domäne der LPH amplifiziert werden. Durch den Vergleich ihrer DNA-Sequenzen mit der 1988 von Mantei et al. veröffentlichten Sequenz der LPH ergaben sich in beiden Domänen jeweils 6 Basenabweichungen, von denen angenommen wurde, dass es sich dabei um Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) handelt. Die Gesamt-LPH wurde durch Zusammenfügen der beiden Einzeldomänen mittels "Overlap-Extension" erhalten. Bei der Sequenzierung der Gesamt-LPH ergaben sich vor allem im hinteren Bereich, am 3'-Ende, Basenabweichungen, die in den ursprünglichen Einzeldomänen nicht vorhanden waren. Es muß demnach davon ausgegangen werden, daß es sich bei diesen Variationen nicht um SNPs sondern um Mutationen handelt. Sowohl die einzelnen Domänen, als auch die Gesamt-LPH wurden in dem eukaryotischen System der Hefe Pichia pastoris exprimiert. Die erhaltenen Proteine wurden mit Hilfe des Testes auf Disaccharidaseaktivität nach Dahlqvist auf ihre Lactose-Hydrolyse-Aktivität untersucht. Das Verfahren wurde dabei auf eine Anwendung im Mikromaßstab modifiziert. Während die exprimierte Phlorizin-Hydrolase-Domäne alleine nur geringe Lactaseaktivität zeigte, konnte nach Expression der Lactase-Domäne, sowie der Gesamt-LPH deren hydrolytische Aktivität nachgewiesen werden. Die Lactaseaktivität konnte somit der Lactase-Domäne zugeordnet werden. Die rekombinanten Proteine waren trotz ihrer Abweichungen von der in der Literatur veröffentlichten Sequenz aktiv. Die Expression in Pichia pastoris ermöglicht es demnach, die Aktivität von Varianten der LPH auf einfache Art und Weise zu testen. Zur Durchführung weiterer Experimente sollte ein mutationsfreies Gen hergestellt werden, um einen Vergleich mit der Literatur zu ermöglichen, und festzustellen, wie viele Polymorphismen das Gen besitzt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der modifizierte Dahlqvist-Test eingesetzt, um Verbindungen auf ihre hemmende Wirkung auf die Lactase-Phlorizin-Hydrolase, bzw. ihre Einzeldomänen, zu prüfen. Mit Phlorizin, einem Lactasehemmer, konnte die Zuverlässigkeit des Tests bestätigt werden. Die rekombinanten Proteine waren trotz ihrer Abweichungen von der Literatur für Inhibitionsversuche geeignet. Das Testsystem erlaubt somit die gezielte Durchmusterung synthetisch hergestellter Verbindungen auf deren inhibitorische Wirkung gegenüber der Lactaseaktivität und die Untersuchung der Wirkungsweise von Inhibitoren auf verschiedene Varianten der LPH. Auch für einen von dem Institut für Organische Chemie der Universität Stuttgart synthetisch hergestellten ß-Glucosidase- und ß-Galactosidase-Inhibitor konnte eine Hemmung der Lactaseaktivität festgestellt werden. Eine weitere, gezielte Durchmusterung von Verbindungen mit Hilfe des etablierten Systems könnte somit zur Charakterisierung neuer Inhibitoren führen und alternative Ansätze zur therapeutischen Behandlung von Galaktosämie eröffnen.Item Open Access Theoretische Untersuchung von Spin-Bahn-Effekten in der Spektroskopie und Dynamik angeregter Zustaende von Kohlenstoffdisulfid CS2 und Iodcyan ICN(2002) Schweizer, Marcus; Werner, Hans-Jürgen (Prof. Dr.)Energie-, Spin-Bahn- und Uebergangsdipolmomentflaechen wurden fuer CS2 und ICN mit grossen, vqz-artigen Basissaetzen berechnet, wobei die MRCI Methode zum Einsatz kam. Die Flaechen wurden analytisch angepasst, wobei entweder eine Polynomexpansion oder eine Splineinterpolation nach Akima verwendet wurde. Diverse Programme wurden dafuer geschrieben. Das UV-VIS Spektrum von CS2 wurde variationell berechnet. Fuer Iod-Pseudopotentiale wurden Basissatzoptimierungen durchgefuehrt.Item Open Access Die martensitische Phasenumwandlung in dünnen Kobaltschichten(2002) Hesemann, Heiko Thorsten; Arzt, Eduard (Prof. Dr.)In der Mikrosystemtechnik werden dünne Schichten aus Formgedächtnislegierungen in Mikroaktuatoren verwendet. Der Formgedächtniseffekt basiert auf einer martensitischen Phasenumwandlung. Jedoch unterscheidet sich das Materialverhalten in dünnen Schichten aufgrund der geometrischen Einschränkung von dem in Massivmaterial. Insbesondere zeigen dünne Metallschichten hohe Spannungen, die eine martensitische Umwandlung maßgeblich beeinflussen. Der Größeneffekt auf die Umwandlungen ist nicht vollständig geklärt. Daher wurde in dieser Arbeit die martensitische kfz-hdp Phasenumwandlung in 0,2 bis 3µm dicken polykristallinen Co-Schichten auf Si-Substraten untersucht. Die Schichtspannung wurde mit einer Substratkrümmungsmessmethode als Funktion der Temperatur gemessen. Während der Temperaturzyklen verursachte die martensitische Umwandlung beim Abkühlen eine Spannungsreduzierung. Gleichzeitig verschob sich der Beginn der Umwandlung durch eine höhere Zugspannung zu tieferen Temperaturen um 0,5 K/MPa. Dieses erstmals beobachtete Verhalten, das zwei gegenläufige Einflüsse der Schichtspannung belegt, widerspricht thermodynamischen Betrachtungen. Die dabei zu berücksichtigende Textur wurde mittels Cu-Röntgenstrahlung bestimmt. Darüber hinaus wurde bei in-situ Experimenten mit Synchrotron-Röntgenstrahlung eine vom Neigungswinkel der Gleitebenen der SPV zur Schichtoberfläche abhängige Behinderung der Umwandlung gefunden. Diese Umwandlung beruht auf der Bewegung von Shockley-Partialversetzungen (SPV). Ein im Rahmen dieser Arbeit vorgestelltes Keimbildungsmodell beruht darauf, dass Martensitplatten aus SPV mit sich zu Null addierenden Burgersvektoren bestehen. Diese SPV bewegen sich zu Beginn der Umwandlung einzeln von einer Keimstelle ins Korninnere. Das Übertragen dieses Modells auf die dünnen Co-Schichten führt zu einer guten Übereinstimmung mit den experimentellen Befunden.Item Open Access Proteinqualitätskontrolle im endoplasmatischen Retikulum: Variationen im Abbaumechanismus von löslicher und membrangebundener missgefalteter CarboxypeptidaseY (CPY*)(2002) Taxis, Christof; Wolf, Dieter, H. (Prof. Dr.)Geregelter Proteinabbau ist eine Möglichkeit für eukaryontische Zellen Stoffwechselwege und Enzymaktivität zu regulieren. Dies ermöglicht ihnen Wachstum, Differenzierung und metabolische Adaption. Der Abbau nicht funktioneller oder falsch gefalteter Proteine schützt die Zelle vor Proteinablagerungen, die Zellfunktionen entscheidend stören und zur Entwicklung von Krankheiten, wie Alzheimer oder Parkinson, führen können. Eine wichtige Aufgabe ist hierbei die Kontrolle der Proteine, in Bezug auf ihre intakte Struktur, die für das sekretorische System bestimmt sind und ihren Wirkungsort im endoplasmatischen Retikulum (ER), dem Golgi Apparat, der Vakuole oder an der Plasmamembran haben. Alle diese Proteine unterzieht die Zelle nach dem Transport ins ER einer Qualitätskontrolle; falsch gefaltete Proteine werden zurückgehalten und dem Abbau über das zytosolische Ubiquitin-Proteasom-System zugeführt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Abbau von drei unterschiedlichen Substraten verglichen, die von der Qualitätskontrolle im ER erkannt und dem Abbau zugeführt werden. Alle drei Substrate besitzen den gleichen, falsch gefalteten Proteinteil im Lumen des ER, die punktmutierte Carboxypeptidase yscY (CPY*). Es wurde untersucht, ob Komponenten der Abbaumaschinerie variieren, wenn an CPY* eine Transmembrandomäne (CPY*-Transmembrandomäne, Abk.: CT*) oder noch zusätzlich zur Transmembrandomäne das grün fluoreszierende Protein (GFP) als zytosolische Domäne angefügt wird (CPY*-Transmembrandomäne-GFP, Abk.: CTG*). Es konnte gezeigt werden, dass CT* und CTG* Typ I Membranproteine sind, deren N-terminale, CPY* enthaltende Teile glykosyliert werden und sich im ER-Lumen befinden, wohingegen deren C-terminale Teile im Zytosol lokalisiert sind. Aus früheren Arbeiten waren einige der zum Abbau von CPY* notwendigen Proteine bekannt. Es wurde deshalb untersucht, ob sie auch bei der Degradation von CT* und CTG* eine Rolle spielen. Es wurde festgestellt, dass CT* und CTG*, wie CPY*, über das zytosolische Ubiquitin-Proteasom-System abgebaut werden. Die Degradation beider Substrate ist in proteasomalen Mutanten verlangsamt. Ebenso sind zum Abbau die Ubiquitin übertragenden Proteine Ubc1p und Ubc7p zusammen mit der Ubiquitin-Ligase Der3/Hrd1p notwendig. Des Weiteren wurde gefunden, dass die AAA-ATPase Cdc48p benötigt wird. Dagegen wird Kar2p, ein Chaperon aus dem ER Lumen, nur für den Abbau von CPY* gebraucht, nicht jedoch für CT* und CTG*. Zusätzlich wurde untersucht, ob die Ssa-Familie der zytosolischen Hsp70 Chaperone Einfluss auf den Abbau von CT* und CTG* ausübt. Es war bekannt, dass diese Chaperone nicht für den Abbau von löslichen Substraten benötigt werden. Es wurde gefunden, dass sie für die Degradation von CTG* essenziell sind, nicht jedoch für CT*. Die Chaperone sind vermutlich nötig, um die zytosolische GFP-Domäne in CTG* zu entfalten. Im Rahmen der Arbeiten zum Einfluss der AAA-ATPase Cdc48p auf den CPY* Abbau wurde festgestellt, dass eine Blockierung des Transportes vom ER zum Golgi einen Defekt im Abbau von CPY* zur Folge hat. Dies ist wahrscheinlich auf eine Reduzierung des ER oder die Misslokalisierung von Kar2p in diesen Transportmutanten zurückzuführen. Doppelmutanten, die Transportdefekte zwischen ER und Golgi aufweisen und gleichzeitig die Fähigkeit verloren haben, auf ungefaltete Proteine im ER zu reagieren, können CPY* praktisch überhaupt nicht mehr abbauen. Eine Haemagglutinin-Tag (HA) Version von CPY* wurde mit Hilfe von elektronenoptischen Aufnahmen in der Hefezelle lokalisiert. CPY* kann bei Blockade des Abbaus aus dem ER entkommen und findet sich dann im Golgi, der Vakuole und sezerniert im Medium. Diese Sekretion von CPY* konnte unabhängig hiervon auch biochemisch mit Hilfe von Immunodetektion bestätigt werden. Darüberhinaus wurde festgestellt, dass die Vakuole zum Abbau von CPY* in Dder1 Zellen beiträgt. In Mutanten, die Defekte im Abbau von missgefalteten Proteinen aus dem ER aufweisen, wird die Morphologie des ER und Golgi verändert und der Transport von Wildtyp CPY durch das sekretorische System verlangsamt.Item Open Access Entwicklung einer graphischen Benutzeroberfläche zur Auswertung von Röntgendiffraktogrammen ungeordneter Systeme(2002) Eberhardinger, Ulrich; Bertagnolli, Helmut (Prof. Dr.)Das in dieser Arbeit vorgestellte Programm unterstützt sämtliche Auswertungsschritte, die zur Auswertung von Röntgendiffraktogrammen ungeordneter Systeme benötigt werden, angefangen vom Import gängiger Datenformate über Korrekturverfahren zu Absorption und Polarisation, Normierung und Fouriertransformation bis zur Gewinnung von Strukturinformationen. Röntgenspezifische, stöchiometrische und numerische Funktionen unterstützen die Vorbereitung der Messungen und begleiten den Auswertungsgang. Die Diagramme können farbig und hochauflösend ausgedruckt werden oder im gängigen EPS-Format exportiert werden, um in andere Anwendungen wie Textverarbeitungssysteme integriert zu werden. Durch die Verwendung verbesserter Algorithmen und neuerer Röntgendaten werden gegenüber früheren Programmen genauere Auswertungen möglich. An die Stelle einer Vielzahl kleinerer bestriebssystemspezifischer Programme tritt ein betriebssystemunabhängiges integriertes Programmpaket, dessen Benutzeroberfläche einen interaktiven Umgang mit den Daten ermöglicht. Die gleichzeitige und vergleichende Bearbeitung mehrerer Datensätze ist problemlos möglich. Anwender des Programms können dessen Bedienung durch die intuitiv gestaltete Oberfläche leicht erlernen und werden bei Bedarf in ihrer Arbeit durch ein Online-Hilfesystem unterstützt. Zur Vermeidung redundanter Informationen und Übertragungsfehlern verwendet das Programm anstelle von Steuerdateien eine auf XML basierende Registratur, mit deren Hilfe Daten zentral eingegeben, kontrolliert und abgespeichert werden können. Insgesamt dient das in dieser Arbeit vorgestellte Programm dazu, die Auswertung von Röntgendiffraktogrammen wesentlich zu erleichtern und zu verbessern. Durch Anwendung fortgeschrittener Programmiertechniken wurde ein Programm entwickelt, mit dem bestehende Problemstellungen bearbeitet werden können und das zugleich eine solide Grundlage für kommende Erweiterungen bietet.Item Open Access Synthese, Kristallstruktur und Bindungseigenschaften von Fulleriden und Fullerensolvaten(2002) Brumm, Holger; Jansen, Martin (Prof. Dr.)Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Synthese und Charakterisierung von Fulleriden mit solvatisierten zweiwertigen Erdalkali- bzw. Seltenerdmetallen und polymeren C70-Dianionen bzw. C70-Trianionen. Die Verbindungen [Ba(NH3)9]C70·7NH3, [Sr(NH3)8]C70·3NH3 und [Sr(NH3)8]3(C70)2·nNH3 (n = 20-22) wurden mit Röntgeneinkristallstrukturanalysen, Raman-Spektroskopie und quantenchemische Untersuchungen charakterisiert. Wie die Ramanspektern der verwandten Verbindungen mit Ca, Eu und Yb zeigen, beinhalten diese ebenfalls linear polymere Fulleridanionen. Die Synthese dieser Verbindungen erfolgte durch Reduktion von C70 mit Lösungen der entsprechenden Metalle in flüssigem Ammoniak bei Raumtemperatur. Die Bindungseigenschaften im neutralen C70, monomeren bzw. polymeren C70-Dianion und polymeren C70-Trianion werden auf Basis von experimentellen und theoretischen Strukturdaten (Bindungslängen, Winkelsummen), Ladungsverteilungen und Elektronenlokalisierungsfunktionen (ELF) diskutiert. Im Falle der polymeren C70-Dianionen führt die Reduktion und Polymerisation des C70-Moleküls zu sehr starken lokalen Verzerrungen im Bereich der Verknüpfungsstellen an den Kappen. Die Sechsecke in der Äquatorebene mit aromatischen Charakter hingegen bleiben nahezu unbeeinflußt, was als Triebkraft der Polymerisation aufgefaßt werden kann. Weiterhin wurden Fulleride mit ausgeordneten C60-Dianionen ([M(NH3)6]C60·6NH3 (M = Zn, Co)) über Ionenaustausch in flüssigem Ammoniak dargestellt. Die sehr genaue Einkristallstrukturbestimmungen dieser Verbindungen sowie quantenchemische Untersuchungen zeigen, daß der für das C60-Dianion postulierte Jahn-Teller-Effekt sich nicht in einer asphärischen Verzerrung des Käfigs, sondern durch eine anisotropie in der Bindungsalternanz äußert. Abschließen wurden die Kokristallisate von C60 mit CHCl3 bzw. CHBr3 mit hochauflösender Pulverdiffraktometrie sowie tight-binding Bandstrukturrechnungen charakterisiert.