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Das gestorbene Ich
(2016)
Das Widerspenstige bändigen
(2016)
Dem Handeln von Lehrkräften wird in der schulischen Praxis wie in der wissenschaftlichen Literatur ein wesentlicher Einfluss auf die Qualität von schulischem Unterricht zugesprochen. Auch wenn umfangreiche normative Vorstellungen über ein gutes Lehr-Handeln bestehen, so gibt es wenig Erkenntnis darüber, welche Gründe Lehrkräfte für ihr pädagogisches Handeln haben. Das Handeln von Lehrkräften kann nur dann adäquat erfasst werden, wenn Bildung einerseits als Weitergabe von Kultur an die nachfolgende Generation und andererseits als eine vom sich bildenden Subjekt ausgehende Selbst- und Weltverständigung verstanden wird. Damit einhergehende Anforderungen an die Lehrkraft stehen notwendigerweise in Widerspruch zueinander; dies gilt besonders für eine Gesellschaft mit großer kultureller und sozialer Heterogenität. Bei der Suche nach Zusammenhängen zwischen Persönlichkeit, pädagogischem Wissen oder Kompetenzen und einem unterrichtlichen Handeln wird häufig von einer Bedingtheit dieses Handelns ausgegangen und dieses auf kognitive Aspekte und an externen Normen orientierte Merkmale verkürzt. Ertragreicher für eine Antwort auf die Frage nach den Begründungen sind wissenschaftliche Arbeiten, die Professionalität als eine Bezugnahme auf einen besonderen strukturellen Rahmen beschreiben, der durch Widersprüche geprägt ist und Entscheidungen zu den Spannungsfeldern pädagogischer Verhältnisse erfordert. Die subjektwissenschaftliche Lerntheorie bietet eine Basis für ein Verständnis eines Lernens in institutionellen Kontexten ausgehend von den Lerninteressen der Schülerinnen und Schüler. Lehren kann darauf bezugnehmend als Unterstützung von Selbst- und Weltverständigungsprozessen durch Wertschätzung, Verstehen und Angebote alternativer Bedeutungshorizonte verstanden werden. Das Handeln von Lehrkräften ist als sinngebende Bezugnahme auf daraus resultierende sowie institutionelle Anforderungen mittels gesellschaftlicher Bedeutungsstrukturen verstehbar. Das handelnde Subjekt erschließt sich selbst und die Welt mit Hilfe von Bedeutungen. Diese können verstanden werden als der Besonderheit der Biographie, der gesellschaftlichen Position sowie der Lebenslage geschuldete Reinterpretationen gesellschaftlicher Bedeutungsstrukturen. Im empirischen Verfahren können mittels eines Übergangs von sequentiellen zu komparativen Analysen Positionierungen als thematisch spezifische und über die konkrete Handlungssituation hinausreichende Bedeutungs-Begründungs-Zusammenhänge rekonstruiert werden. Daraus werden situationsunabhängige Strukturmomente des Gegenstands Lehren an beruflichen Schulen aber auch komplexe, situationsbezogene subjektive Bedeutungs-Begründungs-Muster abgeleitet. Als wesentliche strukturelle Merkmale lassen sich die Schlüsselkategorien ‚Deutungsmacht‘ und ‚instrumentelle pädagogische Beziehung‘ aus dem empirischen Material unter Zuhilfenahme weiterer theoretischer Folien entwickeln. Da Deutungsmacht auf Akzeptanz angewiesen ist und in instrumentellen Beziehungen eine kooperative Bezugnahme auf den Lehr-Lern-Gegenstand allenfalls punktuell erfolgt, können damit asymmetrische metastabile Arrangements zwischen einer Lehrkraft und Schülerinnen und Schülern verstanden werden. Als empirische Ausprägungen weist Deutungsmacht die Varianten ‚absoluter Anspruch‘, ‚Akzeptanz der Fragilität‘ und ‚Akzeptanz der Legitimität eines Infragestellens‘ auf. Bei der zweiten Schlüsselkategorie treten die Varianten ‚strukturelle Prägung‘, ‚unspezifischer allgemein-menschlicher Charakter‘ und ‚Außenprägung‘ der instrumentellen pädagogischen Beziehung auf. Die Bedeutungs-Begründungs-Musters weisen teilweise Inkonsistenzen und Übergänge in den Positionierungen bezogen auf die dargestellten Varianten auf. Nur bei einem Teil der Muster sind Bemühungen um Wertschätzung und Verstehen der Schülerinnen und Schüler plausibel ableitbar, gleiches gilt in Hinblick auf eine Offenheit für eine Revision der Muster. Die Muster, wie etwa ‚Durchsetzend-ertragendes Nachsteuern‘, ‚Direktiv-personalisierendes Praktizieren‘ oder ‚Regulierend-flexibles Managen‘ sind zu verstehen als Bewältigungsmodi der kontingenten pädagogischen (Konflikt-)Situationen, auf die sich die Fallschilderungen beziehen. Die jeweilige Lehrkraft hat dieses Muster in dem beschriebenen Fall genutzt, was allerdings keine Aussage darüber zulässt, auf welche Muster die Lehrkraft in anderen Fällen zugreifen würde. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit eignen sich als eine heuristische bzw. theoretische Folie, die Lehrkräfte beim Erschließen ihres eigenen pädagogischen Handelns - etwa in einer als Fallberatung konzipierten Fortbildung - unterstützen kann. Möglich sind Anschlüsse an andere theoretische Ansätze zum Handeln von Lehrkräften aber auch deren veränderte Einordnung. Erweitert werden die Optionen, dieses Handeln über wissenschaftliche Zugänge zu erfassen.
Das „Startprojekt“
(2016)
Absolventinnen und Absolventen unserer Informatik-Bachelorstudiengänge benötigen für kompetentes berufliches Handeln sowohl fachliche als auch überfachliche Kompetenzen. Vielfach verlangen wir von Erstsemestern in Grundlagen-Lehrveranstaltungen fast ausschließlich den Aufbau von Fachkompetenz und vernachlässigen dabei häufig Selbstkompetenz, Methodenkompetenz und Sozialkompetenz. Gerade die drei letztgenannten sind für ein erfolgreiches Studium unabdingbar und sollten von Anfang an entwickelt werden. Wir stellen unser „Startprojekt“ als einen Beitrag vor, im ersten Semester die eigenverantwortliche, überfachliche Kompetenzentwicklung in einem fachlichen Kontext zu fördern.
Change points in time series are perceived as heterogeneities in the statistical or dynamical characteristics of the observations. Unraveling such transitions yields essential information for the understanding of the observed system’s intrinsic evolution and potential external influences. A precise detection of multiple changes is therefore of great importance for various research disciplines, such as environmental sciences, bioinformatics and economics. The primary purpose of the detection approach introduced in this thesis is the investigation of transitions underlying direct or indirect climate observations. In order to develop a diagnostic approach capable to capture such a variety of natural processes, the generic statistical features in terms of central tendency and dispersion are employed in the light of Bayesian inversion. In contrast to established Bayesian approaches to multiple changes, the generic approach proposed in this thesis is not formulated in the framework of specialized partition models of high dimensionality requiring prior specification, but as a robust kernel-based approach of low dimensionality employing least informative prior distributions.
First of all, a local Bayesian inversion approach is developed to robustly infer on the location and the generic patterns of a single transition. The analysis of synthetic time series comprising changes of different observational evidence, data loss and outliers validates the performance, consistency and sensitivity of the inference algorithm. To systematically investigate time series for multiple changes, the Bayesian inversion is extended to a kernel-based inference approach. By introducing basic kernel measures, the weighted kernel inference results are composed into a proxy probability to a posterior distribution of multiple transitions. The detection approach is applied to environmental time series from the Nile river in Aswan and the weather station Tuscaloosa, Alabama comprising documented changes. The method’s performance confirms the approach as a powerful diagnostic tool to decipher multiple changes underlying direct climate observations.
Finally, the kernel-based Bayesian inference approach is used to investigate a set of complex terrigenous dust records interpreted as climate indicators of the African region of the Plio-Pleistocene period. A detailed inference unravels multiple transitions underlying the indirect climate observations, that are interpreted as conjoint changes. The identified conjoint changes coincide with established global climate events. In particular, the two-step transition associated to the establishment of the modern Walker-Circulation contributes to the current discussion about the influence of paleoclimate changes on the environmental conditions in tropical and subtropical Africa at around two million years ago.
Fluxes of organic and inorganic carbon within the Amazon basin are considerably controlled by annual flooding, which triggers the export of terrigenous organic material to the river and ultimately to the Atlantic Ocean. The amount of carbon imported to the river and the further conversion, transport and export of it depend on temperature, atmospheric CO2, terrestrial productivity and carbon storage, as well as discharge. Both terrestrial productivity and discharge are influenced by climate and land use change. The coupled LPJmL and RivCM model system (Langerwisch et al., 2016) has been applied to assess the combined impacts of climate and land use change on the Amazon riverine carbon dynamics. Vegetation dynamics (in LPJmL) as well as export and conversion of terrigenous carbon to and within the river (RivCM) are included. The model system has been applied for the years 1901 to 2099 under two deforestation scenarios and with climate forcing of three SRES emission scenarios, each for five climate models. We find that high deforestation (business-as-usual scenario) will strongly decrease (locally by up to 90 %) riverine particulate and dissolved organic carbon amount until the end of the current century. At the same time, increase in discharge leaves net carbon transport during the first decades of the century roughly unchanged only if a sufficient area is still forested. After 2050 the amount of transported carbon will decrease drastically. In contrast to that, increased temperature and atmospheric CO2 concentration determine the amount of riverine inorganic carbon stored in the Amazon basin. Higher atmospheric CO2 concentrations increase riverine inorganic carbon amount by up to 20% (SRES A2). The changes in riverine carbon fluxes have direct effects on carbon export, either to the atmosphere via outgassing or to the Atlantic Ocean via discharge. The outgassed carbon will increase slightly in the Amazon basin, but can be regionally reduced by up to 60% due to deforestation. The discharge of organic carbon to the ocean will be reduced by about 40% under the most severe deforestation and climate change scenario. These changes would have local and regional consequences on the carbon balance and habitat characteristics in the Amazon basin itself as well as in the adjacent Atlantic Ocean.
Even if greenhouse gas emissions were stopped today, sea level would continue to rise for centuries, with the long-term sea-level commitment of a 2 degrees C warmer world significantly exceeding 2 m. In view of the potential implications for coastal populations and ecosystems worldwide, we investigate, from an ice-dynamic perspective, the possibility of delaying sea-level rise by pumping ocean water onto the surface of the Antarctic ice sheet. We find that due to wave propagation ice is discharged much faster back into the ocean than would be expected from a pure advection with surface velocities. The delay time depends strongly on the distance from the coastline at which the additional mass is placed and less strongly on the rate of sea-level rise that is mitigated. A millennium-scale storage of at least 80% of the additional ice requires placing it at a distance of at least 700 km from the coastline. The pumping energy required to elevate the potential energy of ocean water to mitigate the currently observed 3 mmyr(-1) will exceed 7% of the current global primary energy supply. At the same time, the approach offers a comprehensive protection for entire coastlines particularly including regions that cannot be protected by dikes.
Diese empirische Studie untersucht den Einfluss der Staatsform auf den Einsatz und das Ausmaß von Wirtschaftssanktionen unter Verwendung von Regressionsanalysen. Die Ergebnisse deuten auf ein friedliches Wirtschaftsverhältnis zwischen den Demokratien hin. Die bisherige Forschung hat den demokratischen Wirtschaftsfrieden mithilfe der institutionellen Theorie erklärt, die das Sanktionsverhalten auf ein rationalistisches Kosten-Nutzen-Kalkül zurückführt. Demgegenüber vertritt die konstruktivistische Theorie die Auffassung, dass die friedvollere Konfliktbewältigung unter Demokratien auf die Ausbildung einer gemeinsamen Identität, sowie auf gemeinsame Werte und Normen zurückzuführen sei.
Gravity dictates the structure of the whole Universe and, although it is triumphantly described by the theory of General Relativity, it is the force that we least understand in nature. One of the cardinal predictions of this theory are black holes. Massive, dark objects are found in the majority of galaxies. Our own galactic center very contains such an object with a mass of about four million solar masses. Are these objects supermassive black holes (SMBHs), or do we need alternatives? The answer lies in the event horizon, the characteristic that defines a black hole. The key to probe the horizon is to model the movement of stars around a SMBH, and the interactions between them, and look for deviations from real observations. Nuclear star clusters harboring a massive, dark object with a mass of up to ~ ten million solar masses are good testbeds to probe the event horizon of the potential SMBH with stars. The channel for interactions between stars and the central MBH are the fact that (a) compact stars and stellar-mass black holes can gradually inspiral into the SMBH due to the emission of gravitational radiation, which is known as an “Extreme Mass Ratio Inspiral” (EMRI), and (b) stars can produce gases which will be accreted by the SMBH through normal stellar evolution, or by collisions and disruptions brought about by the strong central tidal field. Such processes can contribute significantly to the mass of the SMBH. These two processes involve different disciplines, which combined will provide us with detailed information about the fabric of space and time. In this habilitation I present nine articles of my recent work directly related with these topics.
In this paper we report an experimental and computational study of liquid acetonitrile (H3C–C[triple bond, length as m-dash]N) by resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) at the N K-edge. The experimental spectra exhibit clear signatures of the electronic structure of the valence states at the N site and incident-beam-polarization dependence is observed as well. Moreover, we find fine structure in the quasielastic line that is assigned to finite scattering duration and nuclear relaxation. We present a simple and light-to-evaluate model for the RIXS maps and analyze the experimental data using this model combined with ab initio molecular dynamics simulations. In addition to polarization-dependence and scattering-duration effects, we pinpoint the effects of different types of chemical bonding to the RIXS spectrum and conclude that the H2C–C[double bond, length as m-dash]NH isomer, suggested in the literature, does not exist in detectable quantities. We study solution effects on the scattering spectra with simulations in liquid and in vacuum. The presented model for RIXS proved to be light enough to allow phase-space-sampling and still accurate enough for identification of transition lines in physical chemistry research by RIXS.
Dependency Resolution Difficulty Increases with Distance in Persian Separable Complex Predicates
(2016)
Delaying the appearance of a verb in a noun-verb dependency tends to increase processing difficulty at the verb; one explanation for this locality effect is decay and/or interference of the noun in working memory. Surprisal, an expectation-based account, predicts that delaying the appearance of a verb either renders it no more predictable or more predictable, leading respectively to a prediction of no effect of distance or a facilitation. Recently, Husain et al. (2014) suggested that when the exact identity of the upcoming verb is predictable (strong predictability), increasing argument-verb distance leads to facilitation effects, which is consistent with surprisal; but when the exact identity of the upcoming verb is not predictable (weak predictability), locality effects are seen. We investigated Husain et al.'s proposal using Persian complex predicates (CPs), which consist of a non-verbal element—a noun in the current study—and a verb. In CPs, once the noun has been read, the exact identity of the verb is highly predictable (strong predictability); this was confirmed using a sentence completion study. In two self-paced reading (SPR) and two eye-tracking (ET) experiments, we delayed the appearance of the verb by interposing a relative clause (Experiments 1 and 3) or a long PP (Experiments 2 and 4). We also included a simple Noun-Verb predicate configuration with the same distance manipulation; here, the exact identity of the verb was not predictable (weak predictability). Thus, the design crossed Predictability Strength and Distance. We found that, consistent with surprisal, the verb in the strong predictability conditions was read faster than in the weak predictability conditions. Furthermore, greater verb-argument distance led to slower reading times; strong predictability did not neutralize or attenuate the locality effects. As regards the effect of distance on dependency resolution difficulty, these four experiments present evidence in favor of working memory accounts of argument-verb dependency resolution, and against the surprisal-based expectation account of Levy (2008). However, another expectation-based measure, entropy, which was computed using the offline sentence completion data, predicts reading times in Experiment 1 but not in the other experiments. Because participants tend to produce more ungrammatical continuations in the long-distance condition in Experiment 1, we suggest that forgetting due to memory overload leads to greater entropy at the verb.
Background: The goal of this study was to estimate the prevalence of and risk factors for diagnosed depression in heart failure (HF) patients in German primary care practices.
Methods: This study was a retrospective database analysis in Germany utilizing the Disease Analyzer (R) Database (IMS Health, Germany). The study population included 132,994 patients between 40 and 90 years of age from 1,072 primary care practices. The observation period was between 2004 and 2013. Follow-up lasted up to five years and ended in April 2015. A total of 66,497 HF patients were selected after applying exclusion criteria. The same number of 66,497 controls were chosen and were matched (1:1) to HF patients on the basis of age, sex, health insurance, depression diagnosis in the past, and follow-up duration after index date.
Results: HF was a strong risk factor for diagnosed depression (p < 0.0001). A total of 10.5% of HF patients and 6.3% of matched controls developed depression after one year of follow-up (p < 0.001). Depression was documented in 28.9% of the HF group and 18.2% of the control group after the five-year follow-up (p < 0.001). Cancer, dementia, osteoporosis, stroke, and osteoarthritis were associated with a higher risk of developing depression. Male gender and private health insurance were associated with lower risk of depression.
Conclusions: The risk of diagnosed depression is significantly increased in patients with HF compared to patients without HF in primary care practices in Germany.
Die Korrespondenz zwischen Alexander von Humboldt und Karl Kreil war umfangreich und betraf den Erdmagnetismus. Aber heute ist nur noch ein einziger Brief im Original bekannt. Dieser Brief, den Kreil am 3. September 1836 Alexander von Humboldt zukommen ließ, stimmt inhaltlich und teilweise wortwörtlich mit dem Brief überein, den Kreil nur einen Tag später, am 4. September 1836, an Carl Friedrich Gauß schickte. Vier Briefe von Kreil an Humboldt wurden in den „Annalen der Physik und Chemie“ publiziert, eine nicht allzu große Anzahl weiterer Briefe an Humboldt wurde in der biographischen Literatur über Kreil und in Briefen Kreils an Koller und Gauß erwähnt. Aber nicht nur die lückenhafte und bruchstückhaft bekannte Korrespondenz zwischen Humboldt und Kreil, die bis 1851 reicht, gibt Aufschluss über die Beziehungen, sondern von besonderer Bedeutung ist des Weiteren der Bestand an Kreiliana in der Bibliothek Humboldts. Es handelt sich um neun Werke Kreils, das letzte aus dem Jahr 1856. Nachweisbare Kontakte zwischen Kreil und Humboldt fanden also mit Sicherheit mindestens bis zu diesem Jahr statt!
Das Wissen um die lokale Struktur von Seltenen Erden Elementen (SEE) in silikatischen und aluminosilikatischen Schmelzen ist von fundamentalem Interesse für die Geochemie der magmatischen Prozesse, speziell wenn es um ein umfassendes Verständnis der Verteilungsprozesse von SEE in magmatischen Systemen geht. Es ist allgemein akzeptiert, dass die SEE-Verteilungsprozesse von Temperatur, Druck, Sauerstofffugazität (im Fall von polyvalenten Kationen) und der Kristallchemie kontrolliert werden. Allerdings ist wenig über den Einfluss der Schmelzzusammensetzung selbst bekannt. Ziel dieser Arbeit ist, eine Beziehung zwischen der Variation der SEE-Verteilung mit der Schmelzzusammensetzung und der Koordinationschemie dieser SEE in der Schmelze zu schaffen.
Dazu wurden Schmelzzusammensetzungen von Prowatke und Klemme (2005), welche eine deutliche Änderung der Verteilungskoeffizienten zwischen Titanit und Schmelze ausschließlich als Funktion der Schmelzzusammensetzung zeigen, sowie haplogranitische bzw. haplobasaltische Schmelzzusammensetzungen als Vertreter magmatischer Systeme mit La, Gd, Yb und Y dotiert und als Glas synthetisiert. Die Schmelzen variierten systematisch im Aluminiumsättigungsindex (ASI), welcher bei den Prowatke und Klemme (2005) Zusammensetzungen einen Bereich von 0.115 bis 0.768, bei den haplogranitischen Zusammensetzungen einen Bereich von 0.935 bis 1.785 und bei den haplobasaltischen Zusammensetzungen einen Bereich von 0.368 bis 1.010 abdeckt. Zusätzlich wurden die haplogranitischen Zusammensetzungen mit 4 % H2O synthetisiert, um den Einfluss von Wasser auf die lokale Umgebung von SEE zu studieren. Um Informationen über die lokalen Struktur von Gd, Yb und Y zu erhalten wurde die Röntgenabsorptionsspektroskopie angewendet. Dabei liefert die Untersuchung der Feinstruktur mittels der EXAFS-Spektroskopie (engl. Extended X-Ray Absorption Fine Structure) quantitative Informationen über die lokale Umgebung, während RIXS (engl. resonant inelastic X-ray scattering), sowie die daraus extrahierte hoch aufgelöste Nahkantenstruktur, XANES (engl. X-ray absorption near edge structure) qualitative Informationen über mögliche Koordinationsänderungen von La, Gd und Yb in den Gläsern liefert. Um mögliche Unterschiede der lokalen Struktur oberhalb der Glastransformationstemperatur (TG) zur Raumtemperatur zu untersuchen, wurden exemplarisch Hochtemperatur Y-EXAFS Untersuchungen durchgeführt.
Für die Auswertung der EXAFS-Messungen wurde ein neu eingeführter Histogramm-Fit verwendet, der auch nicht-symmetrische bzw. nichtgaußförmige Paarverteilungsfunktionen beschreiben kann, wie sie bei einem hohen Grad der Polymerisierung bzw. bei hohen Temperaturen auftreten können. Die Y-EXAFS-Spektren für die Prowatke und Klemme (2005) Zusammensetzungen zeigen mit Zunahme des ASI, eine Zunahme der Asymmetrie und Breite der Y-O Paarverteilungsfunktion, welche sich in sich in der Änderung der Koordinationszahl von 6 nach 8 und einer Zunahme des Y-O Abstand um 0.13Å manifestiert. Ein ähnlicher Trend lässt sich auch für die Gd- und Yb-EXAFS-Spektren beobachten. Die hoch aufgelösten XANESSpektren für La, Gd und Yb zeigen, dass sich die strukturellen Unterschiede zumindest halb-quantitativ bestimmen lassen. Dies gilt insbesondere für Änderungen im mittleren Abstand zu den Sauerstoffatomen. Im Vergleich zur EXAFS-Spektroskopie liefert XANES jedoch keine Informationen über die Form und Breite von Paarverteilungsfunktionen. Die Hochtemperatur EXAFS-Untersuchungen von Y zeigen Änderungen der lokalen Struktur oberhalb der Glasübergangstemperatur an, welche sich vordergründig auf eine thermisch induzierte Erhöhung des mittleren Y-O Abstandes zurückführen lassen. Allerdings zeigt ein Vergleich der Y-O Abstände für Zusammensetzungen mit einem ASI von 0.115 bzw. 0.755, ermittelt bei Raumtemperatur und TG, dass der im Glas beobachtete strukturelle Unterschied entlang der Zusammensetzungsserie in der Schmelze noch stärker ausfallen kann, als bisher für die Gläser angenommen wurde.
Die direkte Korrelation der Verteilungsdaten von Prowatke und Klemme (2005) mit den strukturellen Änderungen der Schmelzen offenbart für Y eine lineare Korrelation, wohingegen Yb und Gd eine nicht lineare Beziehung zeigen. Aufgrund seines Ionenradius und seiner Ladung wird das 6-fach koordinierte SEE in den niedriger polymerisierten Schmelzen bevorzugt durch nicht-brückenbildende Sauerstoffatome koordiniert, um stabile Konfigurationen zu bilden. In den höher polymerisierten Schmelzen mit ASI-Werten in der Nähe von 1 ist 6-fache Koordination nicht möglich, da fast nur noch brückenbildende Sauerstoffatome zur Verfügung stehen. Die Überbindung von brückenbildenden Sauerstoffatomen um das SEE wird durch Erhöhung der Koordinationszahl und des mittleren SEE-O Abstandes ausgeglichen. Dies bedeutet eine energetisch günstigere Konfiguration in den stärker depolymerisierten Zusammensetzungen, aus welcher die beobachtete Variation des Verteilungskoeffizienten resultiert, welcher sich jedoch für jedes Element stark unterscheidet. Für die haplogranitischen und haplobasaltischen Zusammensetzungen wurde mit Zunahme der Polymerisierung auch eine Zunahme der Koordinationszahl und des durchschnittlichen Bindungsabstands, einhergehend mit der Zunahme der Schiefe und der Asymmetrie der Paarverteilungsfunktion, beobachtet. Dies impliziert, dass das jeweilige SEE mit Zunahme der Polymerisierung auch inkompatibler in diesen Zusammensetzungen wird. Weiterhin zeigt die Zugabe von Wasser, dass die Schmelzen depolymerisieren, was in einer symmetrischeren Paarverteilungsfunktion resultiert, wodurch die Kompatibilität wieder zunimmt.
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Veränderungen der Schmelzzusammensetzungen in einer Änderung der Polymerisierung der Schmelzen resultieren, die dann einen signifikanten Einfluss auf die lokale Umgebung der SEE hat. Die strukturellen Änderungen lassen sich direkt mit Verteilungsdaten korrelieren, die Trends unterscheiden sich aber stark zwischen leichten, mittleren und schweren SEE. Allerdings konnte diese Studie zeigen, in welcher Größenordnung die Änderungen liegen müssen, um einen signifikanten Einfluss auf den Verteilungskoeffizenten zu haben. Weiterhin zeigt sich, dass der Einfluss der Schmelzzusammensetzung auf die Verteilung der Spurenelemente mit Zunahme der Polymerisierung steigt und daher nicht vernachlässigt werden darf.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, belohnungsabhängiges (instrumentelles) Lernen und Entscheidungsfindungsprozesse auf Verhaltens- und neuronaler Ebene in Abhängigkeit von chronischem Stresserleben (erfasst über den Lifetime Stress Inventory, Holmes und Rahe 1962) und kognitiven Variablen (eingeteilt in eine fluide und eine kristalline Intelligenzkomponente) an gesunden Probanden zu untersuchen. Dabei steht zu Beginn die Sicherung der Konstruktvalidität zwischen den bislang oft synonym verwendeten Begriffen modellfrei ~ habituell, bzw. modellbasiert ~ zielgerichtet im Fokus. Darauf aufbauend soll dann insbesondere der differentielle und interaktionelle Einfluss von chronischem Stresserleben und kognitiven Variablen auf Entscheidungsprozesse (instrumentelles Lernen) und deren neuronales Korrelat im VS untersucht und dargestellt werden. Abschließend wird die Relevanz der untersuchten belohnungsabhängigen Lernprozesse für die Entstehung und Aufrechterhaltung der Alkoholabhängigkeit zusammen mit weiteren Einflussvariablen in einem Übersichtspapier diskutiert.
Der Fall der Rachel Dolezal
(2016)
Die Amerikanerin Rachel Dolezal war bis ins Jahr 2015 als Afroamerikanerin bekannt. Als Aktivistin der National Association for the Advancement of Colored People setzte sie sich für die Rechte der afroamerikanischen Bevölkerung ein, lebte in einem schwarzen Umfeld und lehrte an einer Universität Afroamerikanische Studien. „I identify as black“ antwortete sie auf die Frage eines amerikanischen Fernsehmoderators, ob sie Afroamerikanerin sei. Ihre Kollegen und ihr näheres Umfeld identifizierten sie ebenfalls als solche. Erst, als regionale Journalisten auf sie aufmerksam wurden und ihre Eltern sich zu Wort meldeten, wurde deutlich, dass Dolezal eigentlich eine weiße Frau ist. Dolezals Eltern bestätigten dies, indem sie Kindheitsfotos einer hellhäutigen, blonden Rachel veröffentlichten. Dolezals Verhalten entfachte daraufhin eine rege mediale Diskussion über ihre Person im Kontext von Ethnizität und »Rasse«.
Die Verfasserin greift Dolezals Fall exemplarisch auf, um der Frage nachzugehen, ob ein Doing Race nach Belieben möglich ist. Darf sich Dolezal als schwarz identifizieren, obwohl sie keine afrikanischen Vorfahren hat? Welche gesellschaftliche Wissensvorräte schränken diese Wahl ein und welche Konsequenzen ergeben sich daraus? Anhand einer Diskursanalyse amerikanischer Zeitungsartikel geht die Verfasserin diesen Fragen nach. Hierbei werden »Rasse« und Ethnizität als soziale Konstruktionen, basierend auf dem Konzept von Stephen Cornell und Douglas Hartmann, betrachtet.
Der Florist
(2016)
Der Klimawandel
(2016)
Was ist Gerechtigkeit? Wie könnten gerechte Regelungen aussehen für die Katastrophen und Leiden, die der Klimawandel auslöst bzw. auslösen wird? Diese sind häufig ungerecht, weil sie oft deutlich stärker diejenigen treffen, die am wenigsten zur Klimaveränderung beigetragen haben.
Doch was genau verstehen wir unter dem Schlagwort: ‚Klimawandel‘? Und kann dieser wirklich den Menschen direkt treffen? Ein kurzer naturwissenschaftlicher Abriss klärt hier die wichtigsten Fragen.
Da es sich hierbei um eine philosophische Arbeit handelt, muss zunächst geklärt werden, ob der Mensch überhaupt die Ursache von so etwas sein kann wie z.B. der Klimaerwärmung. Robert Spaemanns These dazu ist, dass der Mensch durch seinen freien Willen mit seinen Einzelhandlungen das Weltgeschehen verändern kann. Hans Jonas fügt dem hinzu, dass wir durch diese Fähigkeit, verantwortlich sind für die gewollten und ungewollten Folgen unserer Handlungen.
Damit wäre aus naturwissenschaftlicher Sicht (1. Teil der Arbeit) und aus philosophischer Sicht (Anfang 2. Teil) geklärt, dass der Mensch mit größter Wahrscheinlichkeit die Ursache des Klimawandels ist und diese Verursachung moralische Konsequenzen für ihn hat.
Ein philosophischer Gerechtigkeitsbegriff wird aus der Kantischen Rechts- und Moralphilosophie entwickelt, weil diese die einzige ist, die dem Menschen überhaupt ein Recht auf Rechte zusprechen kann. Diese entspringt der transzendentalen Freiheitsfähigkeit des Menschen, weshalb jedem das Recht auf Rechte absolut und immer zukommt. Gleichzeitig mündet Kants Philosophie wiederum in dem Freiheitsgedanken, indem Gerechtigkeit nur existiert, wenn alle Menschen gleichermaßen frei sein können.
Was heißt das konkret? Wie könnte Gerechtigkeit in der Realität wirklich umgesetzt werden? Die Realisierung schlägt zwei Grundrichtungen ein. John Rawls und Stefan Gosepath beschäftigen sich u.a. eingehend mit der prozeduralen Gerechtigkeit, was bedeutet, dass gerechte Verfahren gefunden werden, die das gesellschaftliche Zusammenleben regeln. Das leitende Prinzip hierfür ist vor allem: ein Mitbestimmungsrecht aller, so dass sich im Prinzip alle Bürger ihre Gesetze selbst geben und damit frei handeln.
In Bezug auf den Klimawandel steht die zweite Ausrichtung im Vordergrund – die distributive oder auch Verteilungs-Gerechtigkeit. Materielle Güter müssen so aufgeteilt werden, dass auch trotz empirischer Unterschiede alle Menschen als moralische Subjekte anerkannt werden und frei sein können.
Doch sind diese philosophischen Schlussfolgerungen nicht viel zu abstrakt, um auf ein ebenso schwer fassbares und globales Problem wie den Klimawandel angewendet zu werden? Was könnte daher eine Klimagerechtigkeit sein?
Es gibt viele Gerechtigkeitsprinzipien, die vorgeben, eine gerechte Grundlage für die Klimaprobleme zu bieten wie z.B. das Verursacherprinzip, das Fähigkeitsprinzip oder das Grandfathering-Prinzip, bei dem die Hauptverursacher nach wie vor am meisten emittieren dürfen (dieses Prinzip leitete die bisherigen internationalen Verhandlungen).
Das Ziel dieser Arbeit ist, herauszufinden, wie die Klimaprobleme gelöst werden können, so dass für alle Menschen unter allen Umständen die universellen Menschenrechte her- und sichergestellt werden und diese frei und moralisch handeln können.
Die Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass Kants Gerechtigkeitsbegriff durch eine Kombination des Subsistenzemissions-Rechts, des Greenhouse-Development-Rights-Principles (GDR-Prinzip) und einer internationalen Staatlichkeit durchgesetzt werden könnte.
Durch das Subsistenzemissions-Recht hat jeder Mensch das Recht, so viel Energie zu verbrauchen und damit zusammenhängende Emissionen zu produzieren, dass er ein menschenwürdiges Leben führen kann. Das GDR-Prinzip errechnet den Anteil an der weltweiten Gesamtverantwortung zum Klimaschutz eines jeden Landes oder sogar eines jeden Weltbürgers, indem es die historischen Emissionen (Klimaschuld) zu der jetzigen finanziellen Kapazität des Landes/ des Individuums (Verantwortungsfähigkeit) hinzuaddiert. Die Implementierung von internationalen Gremien wird verteidigt, weil es ein globales, grenzüberschreitendes Problem ist, dessen Effekte und dessen Verantwortung globale Ausmaße haben.
Ein schlagendes Argument für fast alle Klimaschutzmaßnahmen ist, dass sie Synergien aufweisen zu anderen gesellschaftlichen Bereichen aufweisen wie z.B. Gesundheit und Armutsbekämpfung, in denen auch noch um die Durchsetzung unserer Menschenrechte gerungen wird.
Ist dieser Lösungsansatz nicht völlig utopisch?
Dieser Vorschlag stellt für die internationale Gemeinschaft eine große Herausforderung dar, wäre jedoch die einzig gerechte Lösung unserer Klimaprobleme. Des Weiteren wird an dem Kantischen Handlungsgrundsatz festgehalten, dass das ewige Streben auf ideale Ziele hin, die beste Verwirklichung dieser durch menschliche, fehlbare Wesen ist.
Vor 120 Jahren wurde das Gelände südlich des damaligen Bahnhofs Neubabelsberg erstmals bebaut. Aus dem 1896 errichteten Depot für Lazarett-Baracken entwickelte sich bis 1938 die logistische Zentrale des Deutschen Roten Kreuzes, das ab 1939 auch sein Präsidium nach Babelsberg verlegte. Nach einer Zwischennutzung ab 1945 durch die sowjetische Besatzungsarmee war von 1952 bis zur Wende die Akademie für Staats- und Rechtswissenschaften als „Kaderschmiede“ der Hausherr des nun im Grenzgebiet zu Westberlin liegenden Areals. Heute nutzen die Universität Potsdam und das Hasso-Plattner-Institut für Software-Systemtechnik den Campus, dessen Geschichte mit dieser Publikation erstmals umfassend dokumentiert wird.
Der Wunderbaum
(2016)
Geospatial data has become a natural part of a growing number of information systems and services in the economy, society, and people's personal lives. In particular, virtual 3D city and landscape models constitute valuable information sources within a wide variety of applications such as urban planning, navigation, tourist information, and disaster management. Today, these models are often visualized in detail to provide realistic imagery. However, a photorealistic rendering does not automatically lead to high image quality, with respect to an effective information transfer, which requires important or prioritized information to be interactively highlighted in a context-dependent manner.
Approaches in non-photorealistic renderings particularly consider a user's task and camera perspective when attempting optimal expression, recognition, and communication of important or prioritized information. However, the design and implementation of non-photorealistic rendering techniques for 3D geospatial data pose a number of challenges, especially when inherently complex geometry, appearance, and thematic data must be processed interactively. Hence, a promising technical foundation is established by the programmable and parallel computing architecture of graphics processing units.
This thesis proposes non-photorealistic rendering techniques that enable both the computation and selection of the abstraction level of 3D geospatial model contents according to user interaction and dynamically changing thematic information. To achieve this goal, the techniques integrate with hardware-accelerated rendering pipelines using shader technologies of graphics processing units for real-time image synthesis. The techniques employ principles of artistic rendering, cartographic generalization, and 3D semiotics—unlike photorealistic rendering—to synthesize illustrative renditions of geospatial feature type entities such as water surfaces, buildings, and infrastructure networks. In addition, this thesis contributes a generic system that enables to integrate different graphic styles—photorealistic and non-photorealistic—and provide their seamless transition according to user tasks, camera view, and image resolution.
Evaluations of the proposed techniques have demonstrated their significance to the field of geospatial information visualization including topics such as spatial perception, cognition, and mapping. In addition, the applications in illustrative and focus+context visualization have reflected their potential impact on optimizing the information transfer regarding factors such as cognitive load, integration of non-realistic information, visualization of uncertainty, and visualization on small displays.
In this thesis we use integral-field spectroscopy to detect and understand of Lyman α (Lyα) emission from high-redshift galaxies.
Intrinsically the Lyα emission at λ = 1216 Å is the strongest recombination line from galaxies. It arises from the 2p → 1s transition in hydrogen. In star-forming galaxies the line is powered by ionisation of the interstellar gas by hot O- and B- stars. Galaxies with star-formation rates of 1 - 10 Msol/year are expected to have Lyα luminosities of 42 dex - 43 dex (erg/s), corresponding to fluxes ~ -17 dex - -18 dex (erg/s/cm²) at redshifts z~3, where Lyα is easily accessible with ground-based telescopes. However, star-forming galaxies do not show these expected Lyα fluxes. Primarily this is a consequence of the high-absorption cross-section of neutral hydrogen for Lyα photons σ ~ -14 dex (cm²). Therefore, in typical interstellar environments Lyα photons have to undergo a complex radiative transfer. The exact conditions under which Lyα photons can escape a galaxy are poorly understood.
Here we present results from three observational projects. In Chapter 2, we show integral field spectroscopic observations of 14 nearby star-forming galaxies in Balmer α radiation (Hα, λ = 6562.8 Å). These observations were obtained with the Potsdam Multi Aperture Spectrophotometer at the Calar-Alto 3.5m Telescope}. Hα directly traces the intrinsic Lyα radiation field. We present Hα velocity fields and velocity dispersion maps spatially registered onto Hubble Space Telescope Lyα and Hα images. From our observations, we conjecture a causal connection between spatially resolved Hα kinematics and Lyα photometry for individual galaxies. Statistically, we find that dispersion-dominated galaxies are more likely to emit Lyα photons than galaxies where ordered gas-motions dominate. This result indicates that turbulence in actively star-forming systems favours an escape of Lyα radiation.
Not only massive stars can power Lyα radiation, but also non-thermal emission from an accreting super-massive black hole in the galaxy centre. If a galaxy harbours such an active galactic nucleus, the rate of hydrogen-ionising photons can be more than 1000 times higher than that of a typical star-forming galaxy. This radiation can potentially ionise large regions well outside the main stellar body of galaxies. Therefore, it is expected that the neutral hydrogen from these circum-galactic regions shines fluorescently in Lyα. Circum-galactic gas plays a crucial role in galaxy formation. It may act as a reservoir for fuelling star formation, and it is also subject to feedback processes that expel galactic material. If Lyα emission from this circum-galactic medium (CGM) was detected, these important processes could be studied in-situ around high-z galaxies. In Chapter 3, we show observations of five radio-quiet quasars with PMAS to search for possible extended CGM emission in the Lyα line. However, in four of the five objects, we find no significant traces of this emission. In the fifth object, there is evidence for a weak and spatially quite compact Lyα excess at several kpc outside the nucleus. The faintness of these structures is consistent with the idea that radio-quiet quasars typically reside in dark matter haloes of modest masses. While we were not able to detect Lyα CGM emission, our upper limits provide constraints for the new generation of IFS instruments at 8--10m class telescopes.
The Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) at ESOs Very Large Telescopeis such an unique instrument. One of the main motivating drivers in its construction was the use as a survey instrument for Lyα emitting galaxies at high-z. Currently, we are conducting such a survey that will cover a total area of ~100 square arcminutes with 1 hour exposures for each 1 square arcminute MUSE pointing. As a first result from this survey we present in Chapter 5 a catalogue of 831 emission-line selected galaxies from a 22.2 square arcminute region in the Chandra Deep Field South. In order to construct the catalogue, we developed and implemented a novel source detection algorithm -- LSDCat -- based on matched filtering for line emission in 3D spectroscopic datasets (Chapter 4). Our catalogue contains 237 Lyα emitting galaxies in the redshift range 3 ≲ z ≲ 6. Only four of those previously had spectroscopic redshifts in the literature. We conclude this thesis with an outlook on the construction of a Lyα luminosity function based on this unique sample (Chapter 6).
Herein we present an efficient synthesis of a biomimetic probe with modular construction that can be specifically bound by the mannose binding FimH protein – a surface adhesion protein of E. coli bacteria. The synthesis combines the new and interesting DBD dye with the carbohydrate ligand mannose via a Click reaction. We demonstrate the binding to E. coli bacteria over a large concentration range and also present some special characteristics of those molecules that are of particular interest for the application as a biosensor. In particular, the mix-and-measure ability and the very good photo-stability should be highlighted here.
Die Gründung des Europäischen Stabilitätsmechanismus (ESM) durch einen völkerrechtlichen Vertrag außerhalb der EU-Verträge ist mit mehreren Nachteilen verbunden. So schwächt die Zersplitterung der Rechtsquellen die europäischen Institutionen und deren Legitimation. Auch kann der ESM nicht ohne weiteres auf die Strukturen und das Personal der Europäischen Kommission zurückgreifen. Daher ist eine Integration des ESM in das Gemeinschaftsrecht sinnvoll. Dies setzt eine Rechtsgrundlage voraus. Die Arbeit kommt unter Berücksichtigung der deutschen und französischen Positionen sowie der einschlägigen Rechtsprechung des EuGH zu dem Ergebnis, dass die bestehenden EUVerträge keine Rechtsgrundlage für die Integration des ESM in das Gemeinschaftsrecht enthalten. Vor diesem Hintergrund ist eine Änderung des AEUV gemäß dem ordentlichen Vertragsänderungsverfahren unumgänglich. Damit sollte eine ausdrückliche Rechtsgrundlage für einen gemeinschaftsrechtlichen Stabilitätsmechanismus geschaffen werden. In der Arbeit wird ein konkreter Formulierungsvorschlag für eine derartige Rechtsgrundlage entwickelt, auf deren Basis der Rat mit einer Verordnung einen gemeinschaftsrechtlichen Stabilitätsmechanismus schaffen kann. Außerdem werden die wesentlichen Strukturprinzipien für den gemeinschaftsrechtlichen Stabilitätsmechanismus entwickelt, im Hinblick auf Trägerschaft, Governance, Finanzierung, demokratische Kontrolle und die verfügbaren Finanzhilfeinstrumente.
Die Kategorie des jurodstvo im Russlandbild Tadeusz Micińskis am Beispiel des Dramas Kniaź Patiomkin
(2016)
Als Folge der demografischen Entwicklungen und der finanziellen Engpässe vieler Bundesländer kommt es seit einigen Jahren in den meisten Flächenländern der Bundesrepublik Deutschland erneut zu tiefgreifenden Verwaltungsreformen auf kommunaler Ebene. Mit Hilfe von Verwaltungsstruktur-, Funktional- und Kreisgebietsreformen wird versucht, die Verwaltungseffektivität zu erhöhen sowie die kreislichen Aufgaben- und Territorialstrukturen an die veränderten Rahmenbedingungen anzupassen. Nach Auffassung vieler Reformer kann die angestrebte Effektivitätssteigerung, die insbesondere zu Kostenersparnissen und Synergieeffekten führen soll, v. a. durch eine deutliche Vergrößerung der Verwaltungsräume erreicht werden.
Neben dem Ziel, die Leistungsfähigkeit der lokalen Verwaltungsstrukturen zu erhöhen, das zumeist im Mittelpunkt der Reformvorhaben steht, gilt es jedoch gleichermaßen, die Legitimität lokalen Handelns durch Demokratie und bürgerschaftliche Teilhabe zu erhalten. Der Gesetzgeber steht daher vor der Aufgabe, beide Zielvorstellungen in einem Reformprozess zu berücksichtigen und die Größe der administrativen Einheiten so zu gestalten, dass in ihnen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Effizienz und Bürgernähe entsteht.
Ausgehend von dieser Problematik werden jene Thesen und Annahmen aufgegriffen, die im Zusammenhang mit dem Urteil des LVerfG M-V vom 26. Juli 2007 im Kontext von Effizienz und Partizipation stehen, und auf die Kreisgebietsreform im Freistaat Sachsen übertragen. Konkret werden die Auswirkungen des territorialen Neuzuschnitts der sächsischen Landkreise auf die Wahrnehmung des kommunalpolitischen Ehrenamts erstmals auch durch eine breite Empirie untersucht.
Ende September 1910 erschütterten schwere Straßenkämpfe zwischen Bevölkerung und Polizei den Berliner Stadtteil Moabit. Die mehrtägigen Unruhen hatten unter anderem eine Vielzahl Verletzter auf beiden Seiten, zwei Tote, diplomatische Beschwerden und zwei Mammutprozesse vor Berliner Gerichten zur Folge.
Ausgehend von dem Gedanken Wilhelm Mommsens „nichts versetzt so leicht in die Atmosphäre einer Zeit als ihre Zeitungen und nichts zeigt so gut, was die Zeitgenossen beschäftigt und hauptsächlich interessiert hat,“ soll in dieser Arbeit der Versuch unternommen werden, den die Moabiter Unruhen begleitenden Diskurs in den Tageszeitungen nachzuzeichnen, um somit anhand der zeitnahen zeitgenössischen Rezeption dieser zugespitzten Ausnahmesituation Wesen und Charakter der öffentlichen Diskussion in der wilhelminischen Gesellschaft sichtbar zu machen.
In der vorliegenden Arbeit sollen zunächst kurz der Bezirk Moabit sowie seine Bewohner vorgestellt werden, ehe daran anknüpfend der Verlauf von Streik und Auseinandersetzungen überblicksartig vorgestellt werden. Daran anschließend soll ein Bild der zeitnahen Berichterstattung während der Entwicklung der Ereignisse in der deutschen Presselandschaft entworfen werden.
Um ein detailliertes Bild des die in dieser Arbeit vorgestellten Ereignisse begleitenden Diskurses zu erhalten, wurden für diese Arbeit die Ausgaben der nachstehenden deutschen Tageszeitung von Beginn des die Unruhen auslösenden Streiks am 19. September bis zum Ende der Prozesse im Februar 1911 systematisch durchgesehen. Die detaillierte Diskussion der Berichterstattung beschränkt sich in dieser Arbeit jedoch auf den Zeitraum von Beginn des Streiks bis zu dessen Ende im Oktober 1910.
Seitens der liberal ausgerichteten Blätter wurden das liberal-bürgerliche Berliner Tageblatt sowie die Frankfurter Zeitung gesichtet. Als Vertreter der katholischen Zentrumspartei wurde die Germania durchgesehen. Als führendes Organ der Sozialdemokratie wurde der Vorwärts hinzugezogen. Von der konservativen Presse wurden der Berliner Lokal‑Anzeiger und die protestantische Neue Preußische Zeitung begutachtet.
Die Museumsbesucher
(2016)
Ökonomen wie Wirtschaftspolitiker berufen sich auf die Neutralitätstheorie des Geldes, wenn sie eine Entpolitisierung der Geldpolitik fordern. Sowohl die Theorie der Geldneutralität als auch das Paradigma der Entpolitisierung der Geldpolitik sind jedoch problematisch. Die politökonomischen Entwicklungen nach der globalen Finanz- und Wirtschaftskrise 2007/2008 und die jüngsten Kontroversen über die Rolle und Bedeutung von Geld haben dies deutlich vor Augen geführt. Die vorliegende Arbeit diskutiert zunächst die konzeptionellen Grundlagen und theoretischen Modelle der Geldneutralität. Anschließend werden die zentralen theoretischen Annahmen und Aussagen der Neutralitätstheorie aus einer kritischen heterodoxen Perspektive hinterfragt. Es wird argumentiert, dass Geld eine nicht-neutrale Produktionskraft ist, die weder ökonomisch noch sozial neutral ist. Die Bedingungen, unter denen Geld verfügbar ist und zirkuliert, sind richtungsweisend für die ökonomische Entwicklung. Daher kann es auch kein neutrales Geld oder gar eine apolitische Geldpolitik geben.
Die Empirie des beginnenden 21. Jahrhunderts weist mehr autoritäre Regime aus als am Ende des 20. Jahrhunderts angenommen. Die gegenwärtige Autoritarismusforschung versucht die Fortdauer dieses Regimetyps in Hinblick auf die politischen Institutionen zu erklären – dabei bleiben politische Akteure, die nicht zum Herrschaftszentrum gehören, außen vor.
Das vorliegende Projekt untersucht die Rolle und Funktion politischer Opposition in autoritären Regimen. Es wird davon ausgegangen, dass sich an der Opposition eine signifikante Charakteristik autoritärer Regime manifestiert. Das akteurszentrierte Projekt ist der qualitativ orientierten Politikwissenschaft zuzurechnen und verknüpft das Autoritarismuskonzept von Juan Linz mit klassischen Ansätzen der Oppositionsforschung und macht diese Theorien für die gegenwärtige Autoritarismusforschung nutzbar.
Die eigens entwickelte elitenorientierte Oppositionstypologie wird am Beispiel Kenias im Zeitraum 1990-2005 angewendet. Die Oppositionsgruppen werden im Institutionengefüge autoritärer Regime verortet und ihr politisches Agieren in den Dimensionen Handlungsstatus, Handlungsüberzeugung und Handlungsstrategie analysiert. Unter Beachtung der historisch gewachsenen regionalen und kulturellen Spezifika wird angenommen, dass generelle, Regionen übergreifende Aussagen zur Opposition in autoritären Regimen getroffen werden können: Kein Oppositionstyp kann allein einen Herrschaftswechsel bewirken. Der Wechsel bzw. die Fortdauer der Herrschaft hängt von der Dominanz bestimmter Oppositionstypen im Oppositionsgeflecht sowie der gleichzeitigen Schwäche anderer Oppositionstypen ab.
Durch die konzeptionelle Beschäftigung mit Opposition sowie deren empirische Erschließung soll ein substantieller Beitrag für die notwendige Debatte um autoritäre Regime im 21. Jahrhundert geleistet werden.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Politik der Zentralbankunabhängigkeit (ZBU) am Beispiel der Türkei. Im Mittelpunkt der Arbeit stehen theoretische und empirische Fragen und Probleme, die sich im Zusammenhang mit der ZBU stellen und anhand der türkischen Geldpolitik diskutiert werden. Ein zentrales Ziel der Arbeit besteht darin, zu untersuchen, ob und inwiefern die türkische Zentralbank nach Erlangung der de jure institutionellen Unabhängigkeit tatsächlich als unabhängig und entpolitisiert eingestuft werden kann. Um diese Forschungsfrage zu beantworten, werden die institutionellen Bedingungen, die Ziele und die Regeln, nach denen sich die türkische Geldpolitik richtet, geklärt. Anschließend wird empirisch überprüft, ob die geldpolitische Praxis der CBRT sich an dem offiziell vorgegebenen Regelwerk orientiert. Die Hauptthese dieser Arbeit lautet, dass die formelle Unabhängigkeit der CBRT und die regelorientierte Geldpolitik nicht mit einer Entpolitisierung der Geldpolitik in der Türkei gleichzusetzen ist. Als Alternative schlägt die vorliegende Studie vor, den institutionellen Status der CBRT als einen der relativen Autonomie zu untersuchen. Auch eine de jure unabhängige Zentralbank kann sich nicht von politischen Eingriffen abkoppeln, wie das Fallbeispiel Türkei zeigen wird.
Der deutsche Zeitungsmarkt ist von einem breiten Angebot überregionaler Tageszeitungen gekennzeichnet, denen innerhalb der Bevölkerung unterschiedliche politische Ausrichtungen zugeschrieben werden. Als konservatives Blatt gilt die „Frankfurter Allgemeine Zeitung“ (F.A.Z.), wohingegen sich die „taz.die tageszeitung“ (taz) durch eine linksalternative Orientierung auszeichnet. Ausgehend von diesem Unterschied untersucht die Arbeit die sprachliche Gestaltung der Überschriften, Unter- und Zwischenzeilen der F.A.Z. und der taz zu den Themen „Alternative für Deutschland“ (AfD), „Nationalsozialistischer Untergrund“ (NSU) und „Front National“ (FN). Die qualitativ-quantitative Korpusuntersuchung fokussiert neben lexikalischen und syntaktischen auch sprachstilistische Faktoren, die eine Stellungnahme zu der Forschungsthese, dass mit der sprachlichen Formulierung der Haupt-, Unter- und Zwischenzeilen die politische Ausrichtung und ideologische Grundhaltung der Zeitungen deutlich wird, erlauben. Die Grundlage für die Analysen bildet ein konstruktivistischer Ansatz, der auf systemtheoretischen Annahmen beruht. Dadurch kann zum einen gezeigt werden, wie sich die Ergebnisse der sprachlichen Analysen mit den unterschiedlichen zugrunde liegenden Wirklichkeitskonstruktionen der Zeitungen verbinden lassen, zum anderen wird deutlich, dass sich die Formulierung der Überschriften auch auf die individuelle Realitätskonstruktion der Rezipienten auswirkt. Die vergleichenden Auswertungen geben unterschiedlich gewichtete Hinweise auf die Einstellung der Kommunikatoren und bestätigen, dass die jeweiligen Perspektivierungen der Wirklichkeit sowie ideologischen Grundhaltungen der F.A.Z. und der taz bereits in der sprachlichen Gestaltung ihrer Titelkomplexe deutlich werden.
Im Graduiertenkolleg NatRiskChange der Universität Potsdam und anderen Forschungseinrichtungen werden beobachtete sowie zukünftig mögliche Veränderungen von Naturgefahren untersucht. Teil des strukturierten Doktorandenprogramms sind sogenannte Task-Force-Einsätze, bei denen die Promovierende zeitlich begrenzt ein aktuelles Ereignis auswerten. Im Zuge dieser Aktivität wurde die Sturzflut vom 29.05.2016 in Braunsbach (Baden-Württemberg) untersucht.
In diesem Bericht werden erste Auswertungen zur Einordnung der Niederschläge, zu den hydrologischen und geomorphologischen Prozessen im Einzugsgebiet des Orlacher Bachs sowie zu den verursachten Schäden beleuchtet.
Die Region war Zentrum extremer Regenfälle in der Größenordnung von 100 mm innerhalb von 2 Stunden. Das 6 km² kleine Einzugsgebiet hat eine sehr schnelle Reaktionszeit, zumal bei vorgesättigtem Boden. Im steilen Bachtal haben mehrere kleinere und größere Hangrutschungen über 8000 m³ Geröll, Schutt und Schwemmholz in das Gewässer eingetragen und möglicherweise kurzzeitige Aufstauungen und Durchbrüche verursacht. Neben den großen Wassermengen mit einer Abflussspitze in einer Größenordnung von 100 m³/s hat gerade die Geschiebefracht zu großen Schäden an den Gebäuden entlang des Bachlaufs in Braunsbach geführt.
Z,E-Diene sind ein häufig auftretendes Strukturmerkmal in Naturstoffen. Aus diesem Grund ist die einfache Darstellung dieser Struktureinheit von großen Interesse in der organischen Chemie.
Das erste Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Weiterentwicklung der Ringschlussmetathese-/ baseninduzierten Ringöffnungs-/ Veresterungssequenz (RBRV-Sequenz) zur Synthese von (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylestern ausgehend von Butenoaten. Dazu wurde zunächst die RBRV-Sequenz optimiert. Diese aus drei Schritten bestehende Sequenz konnte in einem Eintopf-Verfahren angewendet werden. Die Ringschlussmetathese gelang mit einer Katalysatorbeladung von 1 mol% des GRUBBS-Katalysators der zweiten Generation in Dichlormethan. Für die baseninduzierte Ringöffnung des β,γ-ungesättigten δ Valerolactons wurde NaHMDS verwendet. Die Alkylierung der Carboxylatspezies gelang mit dem MEERWEIN-Reagenz. Die Anwendbarkeit der Sequenz wurde für verschiedene Substrate demonstriert.
Die Erweiterung der Methode auf α-substituierte Butenoate unterlag starken Einschränkungen. So konnte der Zugang für α Hydroxyderivate realisiert werden. Bei der Anwendung der RBRV-Sequenz auf die α-substituierten Butenoate wurde festgestellt, dass diese sich nur in moderaten Ausbeuten umsetzen ließen und zudem nicht selektiv zu den (2E,4E)-konfigurierten α-substituierten-Dienestern reagierten.
Der Einsatz von Eninen unter den Standardbedingungen der RBRV-Sequenz gelang nicht. Erst nach Modifizierung der Sequenz (höhere Katalysatorbeladung, Wechsel des Lösungsmittels) konnten die [3]Dendralen-Produkte in geringen Ausbeuten erhalten werden.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Einsatz von (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylestern in der Totalsynthese von Naturstoffen untersucht. Dazu wurden zunächst die Transformationsmöglichkeiten der Ester geprüft. Es konnte gezeigt werden, dass sich (2Z,4E)-Diencarbonsäureethylester insbesondere zur Synthese von (2Z,4E)-Aldehyden sowie zum Aufbau der (3Z,5E)-Dien-1-in-Struktur eignen.
Anhand dieser Ergebnisse wurde im Anschluss die RBRV-Sequenz in der Totalsynthese eingesetzt. Dazu wurde zunächst der (2Z,4E)-Dienester Microsphaerodiolin in seiner ersten Totalsynthese auf drei verschiedene Routen hergestellt. Im Anschluss wurden sechs verschiedene Polyacetylene mit einer (3Z,5E)-Dien-1-in-Einheit hergestellt. Schlüsselschritte in ihrer Synthese waren immer die RBRV-Sequenz zum Aufbau der Z,E-Dien-Einheit, die Transformation des Esters in ein terminales Alkin sowie die CADIOT-CHODKIEWICZ-Kupplung zum Aufbau unsymmetrischer Polyine. Alle sechs Polyacetylene wurden zum ersten Mal in einer Totalsynthese synthetisiert. Drei Polyacetylene wurden ausgehend von (S)-Butantriol enantiomerenrein dargestellt. Anhand ihrer Drehwerte konnte eine Revision der von YAO und Mitarbeitern vorgenommen Zuordnung der Absolutkonfiguration der Naturstoffe vorgenommen werden.
Universitäten erbringen wohlfahrtsfördernde Leistungen für die Gesellschaft, insbesondere indem sie Studierende ausbilden, über Forschung neues Wissen erzeugen sowie den Wissens- und Technologietransfer in Wirtschaft und Gesellschaft hinein betreiben. Die Erbringung dieser Leistungen wird ermöglicht durch eine größtenteils öffentliche Finanzierung, die nicht nur in Zeiten wirtschaftlicher Krisen und Spargebote gerne hinterfragt wird. Die Politik ist daher ebenso wie die Hochschulen gut beraten, die Mittelzuweisungen immer wieder neu zu legitimieren. Die vorliegende Studie untersucht die sozioökonomischen Effekte der Universität Potsdam und schließt so vorhandene Informationslücken. Die Autoren zeigen, dass auch indirekte und unerwartete Effekte eine große Rolle spielen können, was die Wirkung einer Universität auf Wirtschaft und Wohlstand angeht.
Robust appraisals of climate impacts at different levels of global-mean temperature increase are vital to guide assessments of dangerous anthropogenic interference with the climate system. The 2015 Paris Agreement includes a two-headed temperature goal: "holding the increase in the global average temperature to well below 2 degrees C above pre-industrial levels and pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 degrees C". Despite the prominence of these two temperature limits, a comprehensive overview of the differences in climate impacts at these levels is still missing. Here we provide an assessment of key impacts of climate change at warming levels of 1.5 degrees C and 2 degrees C, including extreme weather events, water availability, agricultural yields, sea-level rise and risk of coral reef loss. Our results reveal substantial differences in impacts between a 1.5 degrees C and 2 degrees C warming that are highly relevant for the assessment of dangerous anthropogenic interference with the climate system. For heat-related extremes, the additional 0.5 degrees C increase in global-mean temperature marks the difference between events at the upper limit of present-day natural variability and a new climate regime, particularly in tropical regions. Similarly, this warming difference is likely to be decisive for the future of tropical coral reefs. In a scenario with an end-of-century warming of 2 degrees C, virtually all tropical coral reefs are projected to be at risk of severe degradation due to temperature-induced bleaching from 2050 onwards. This fraction is reduced to about 90% in 2050 and projected to decline to 70% by 2100 for a 1.5 degrees C scenario. Analyses of precipitation-related impacts reveal distinct regional differences and hot-spots of change emerge. Regional reduction in median water availability for the Mediterranean is found to nearly double from 9% to 17% between 1.5 degrees C and 2 degrees C, and the projected lengthening of regional dry spells increases from 7 to 11%. Projections for agricultural yields differ between crop types as well as world regions. While some (in particular high-latitude) regions may benefit, tropical regions like West Africa, South-East Asia, as well as Central and northern South America are projected to face substantial local yield reductions, particularly for wheat and maize. Best estimate sea-level rise projections based on two illustrative scenarios indicate a 50cm rise by 2100 relative to year 2000-levels for a 2 degrees C scenario, and about 10 cm lower levels for a 1.5 degrees C scenario. In a 1.5 degrees C scenario, the rate of sea-level rise in 2100 would be reduced by about 30% compared to a 2 degrees C scenario. Our findings highlight the importance of regional differentiation to assess both future climate risks and different vulnerabilities to incremental increases in global-mean temperature. The article provides a consistent and comprehensive assessment of existing projections and a good basis for future work on refining our understanding of the difference between impacts at 1.5 degrees C and 2 degrees C warming.
Services that operate over the Internet are under constant threat of being exposed to fraudulent use. Maintaining good user experience for legitimate users often requires the classification of entities as malicious or legitimate in order to initiate countermeasures. As an example, inbound email spam filters decide for spam or non-spam. They can base their decision on both the content of each email as well as on features that summarize prior emails received from the sending server. In general, discriminative classification methods learn to distinguish positive from negative entities. Each decision for a label may be based on features of the entity and related entities. When labels of related entities have strong interdependencies---as can be assumed e.g. for emails being delivered by the same user---classification decisions should not be made independently and dependencies should be modeled in the decision function. This thesis addresses the formulation of discriminative classification problems that are tailored for the specific demands of the following three Internet security applications. Theoretical and algorithmic solutions are devised to protect an email service against flooding of user inboxes, to mitigate abusive usage of outbound email servers, and to protect web servers against distributed denial of service attacks.
In the application of filtering an inbound email stream for unsolicited emails, utilizing features that go beyond each individual email's content can be valuable. Information about each sending mail server can be aggregated over time and may help in identifying unwanted emails. However, while this information will be available to the deployed email filter, some parts of the training data that are compiled by third party providers may not contain this information. The missing features have to be estimated at training time in order to learn a classification model. In this thesis an algorithm is derived that learns a decision function that integrates over a distribution of values for each missing entry. The distribution of missing values is a free parameter that is optimized to learn an optimal decision function.
The outbound stream of emails of an email service provider can be separated by the customer IDs that ask for delivery. All emails that are sent by the same ID in the same period of time are related, both in content and in label. Hijacked customer accounts may send batches of unsolicited emails to other email providers, which in turn might blacklist the sender's email servers after detection of incoming spam emails. The risk of being blocked from further delivery depends on the rate of outgoing unwanted emails and the duration of high spam sending rates. An optimization problem is developed that minimizes the expected cost for the email provider by learning a decision function that assigns a limit on the sending rate to customers based on the each customer's email stream.
Identifying attacking IPs during HTTP-level DDoS attacks allows to block those IPs from further accessing the web servers. DDoS attacks are usually carried out by infected clients that are members of the same botnet and show similar traffic patterns. HTTP-level attacks aim at exhausting one or more resources of the web server infrastructure, such as CPU time. If the joint set of attackers cannot increase resource usage close to the maximum capacity, no effect will be experienced by legitimate users of hosted web sites. However, if the additional load raises the computational burden towards the critical range, user experience will degrade until service may be unavailable altogether. As the loss of missing one attacker depends on block decisions for other attackers---if most other attackers are detected, not blocking one client will likely not be harmful---a structured output model has to be learned. In this thesis an algorithm is developed that learns a structured prediction decoder that searches the space of label assignments, guided by a policy.
Each model is evaluated on real-world data and is compared to reference methods. The results show that modeling each classification problem according to the specific demands of the task improves performance over solutions that do not consider the constraints inherent to an application.
Recombination of free charge is a key process limiting the performance of solar cells. For low mobility materials, such as organic semiconductors, the kinetics of non-geminate recombination (NGR) is strongly linked to the motion of charges. As these materials possess significant disorder, thermalization of photogenerated carriers in the inhomogeneously broadened density of state distribution is an unavoidable process. Despite its general importance, knowledge about the kinetics of NGR in complete organic solar cells is rather limited. We employ time delayed collection field (TDCF) experiments to study the recombination of photogenerated charge in the high-performance polymer:fullerene blend PCDTBT:PCBM. NGR in the bulk of this amorphous blend is shown to be highly dispersive, with a continuous reduction of the recombination coefficient throughout the entire time scale, until all charge carriers have either been extracted or recombined. Rapid, contact-mediated recombination is identified as an additional loss channel, which, if not properly taken into account, would erroneously suggest a pronounced field dependence of charge generation. These findings are in stark contrast to the results of TDCF experiments on photovoltaic devices made from ordered blends, such as P3HT:PCBM, where non-dispersive recombination was proven to dominate the charge carrier dynamics under application relevant conditions.
DNA origami nanostructures are a versatile tool to arrange metal nanostructures and other chemical entities with nanometer precision. In this way gold nanoparticle dimers with defined distance can be constructed, which can be exploited as novel substrates for surface enhanced Raman scattering (SERS). We have optimized the size, composition and arrangement of Au/Ag nanoparticles to create intense SERS hot spots, with Raman enhancement up to 1010, which is sufficient to detect single molecules by Raman scattering. This is demonstrated using single dye molecules (TAMRA and Cy3) placed into the center of the nanoparticle dimers. In conjunction with the DNA origami nanostructures novel SERS substrates are created, which can in the future be applied to the SERS analysis of more complex biomolecular targets, whose position and conformation within the SERS hot spot can be precisely controlled.
Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a promising tool to obtain rich chemical information about analytes at trace levels. However, in order to perform selective experiments on individual molecules, two fundamental requirements have to be fulfilled. On the one hand, areas with high local field enhancement, so-called “hot spots”, have to be created by positioning the supporting metal surfaces in close proximity to each other. In most cases hot spots are formed in the gap between adjacent metal nanoparticles (NPs). On the other hand, the analyte has to be positioned directly in the hot spot in order to profit from the highest signal amplification. The use of DNA origami substrates provides both, the arrangement of AuNPs with nm precision as well as the ability to bind analyte molecules at predefined positions. Consequently, the present cumulative doctoral thesis aims at the development of a novel SERS substrate based on a DNA origami template. To this end, two DNA-functionalized gold nanoparticles (AuNPs) are attached to one DNA origami substrate resulting in the formation of a AuNP dimer and thus in a hot spot within the corresponding gap. The obtained structures are characterized by correlated atomic force microscopy (AFM) and SERS imaging which allows for the combination of structural and chemical information.
Initially, the proof-of principle is presented which demonstrates the potential of the novel approach. It is shown that the Raman signal of 15 nm AuNPs coated with dye-modified DNA
(dye: carboxytetramethylrhodamine (TAMRA)) is significantly higher for AuNP dimers arranged on a DNA origami platform in comparison to single AuNPs. Furthermore, by attaching single TAMRA molecules in the hot spot between two 5 nm AuNPs and optimizing the size of the AuNPs by electroless gold deposition, SERS experiments at the few-molecule level are presented. The initially used DNA origami-AuNPs design is further optimized in many respects. On the one hand, larger AuNPs up to a diameter of 60 nm are used which are additionally treated with a silver enhancement solution to obtain Au-Ag-core-shell NPs. On the other hand, the arrangement of both AuNPs is altered to improve the position of the dye molecule within the hot spot as well as to decrease the gap size between the two particles. With the optimized design the detection of single dye molecules (TAMRA and cyanine 3 (Cy3)) by means of SERS is demonstrated. Quantitatively, enhancement factors up to 10^10 are estimated which is sufficiently high to detect single dye molecules.
In the second part, the influence of graphene as an additional component of the SERS substrate is investigated. Graphene is a two-dimensional material with an outstanding combination of electronical, mechanical and optical properties. Here, it is demonstrated that
single layer graphene (SLG) replicates the shape of underlying non-modified DNA origami
substrates very well, which enables the monitoring of structural alterations by AFM imaging.
In this way, it is shown that graphene encapsulation significantly increases the structural
stability of bare DNA origami substrates towards mechanical force and prolonged exposure
to deionized water.
Furthermore, SLG is used to cover DNA origami substrates which are functionalized with a
40 nm AuNP dimer. In this way, a novel kind of hybrid material is created which exhibits
several advantages compared to the analogue non-covered SERS substrates. First, the fluorescence background of dye molecules that are located in between the AuNP surface and SLG is efficiently reduced. Second, the photobleaching rate of the incorporated dye molecules is decreased up to one order of magnitude. Third, due to the increased photostability of the investigated dye molecules, the performance of polarization-dependent series measurements on individual structures is enabled. This in turn reveals extensive information about the dye molecules in the hot spot as well as about the strain induced within the graphene lattice.
Although SLG can significantly influence the SERS substrate in the aforementioned ways, all
those effects are strongly related to the extent of contact with the underlying AuNP dimer.
Dokumentarische Kunstwerke
(2016)
Das vorliegende Werk ist das Ergebnis der 3. Woche des Russischen Rechts an der Juristischen Fakultät der Universität Potsdam. Namhafte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Moskauer Staatlichen Juristischen Universität O. E. Kutafin hielten Vorträge zum Völkerrecht, Verfassungs- und Staatsangehörigkeitsrecht, Bürgerlichen Recht, Unternehmens- und Gesellschaftsrecht, Finanzrecht und Bankrecht. Das russische Recht befindet sich nach dem Ende der Sowjetunion im Wandel. Die Beiträge zeugen vom hohen Stand der Jurisprudenz an der Moskauer Staatlichen Juristischen Universität O. E. Kutafin. Die Wochen des Russischen Rechts tragen dazu bei, das Recht der Russischen Föderation bei uns in Deutschland bekannt zu machen und rechtsvergleichend zur Diskussion zu stellen.
Dropping Out or Keeping Up?
(2016)
The aim of this study was to examine how automatic evaluations of exercising (AEE) varied according to adherence to an exercise program. Eighty-eight participants (24.98 years ± 6.88; 51.1% female) completed a Brief-Implicit Association Task assessing their AEE, positive and negative associations to exercising at the beginning of a 3-month exercise program. Attendance data were collected for all participants and used in a cluster analysis of adherence patterns. Three different adherence patterns (52 maintainers, 16 early dropouts, 20 late dropouts; 40.91% overall dropouts) were detected using cluster analyses. Participants from these three clusters differed significantly with regard to their positive and negative associations to exercising before the first course meeting (η2p = 0.07). Discriminant function analyses revealed that positive associations to exercising was a particularly good discriminating factor. This is the first study to provide evidence of the differential impact of positive and negative associations on exercise behavior over the medium term. The findings contribute to theoretical understanding of evaluative processes from a dual-process perspective and may provide a basis for targeted interventions.
Drugs as instruments
(2016)
Neuroenhancement (NE) is the non-medical use of psychoactive substances to produce a subjective enhancement in psychological functioning and experience. So far empirical investigations of individuals' motivation for NE however have been hampered by the lack of theoretical foundation. This study aimed to apply drug instrumentalization theory to user motivation for NE. We argue that NE should be defined and analyzed from a behavioral perspective rather than in terms of the characteristics of substances used for NE. In the empirical study we explored user behavior by analyzing relationships between drug options (use over-the-counter products, prescription drugs, illicit drugs) and postulated drug instrumentalization goals (e.g., improved cognitive performance, counteracting fatigue, improved social interaction). Questionnaire data from 1438 university students were subjected to exploratory and confirmatory factor analysis to address the question of whether analysis of drug instrumentalization should be based on the assumption that users are aiming to achieve a certain goal and choose their drug accordingly or whether NE behavior is more strongly rooted in a decision to try or use a certain drug option. We used factor mixture modeling to explore whether users could be separated into qualitatively different groups defined by a shared "goal X drug option" configuration. Our results indicate, first, that individuals decisions about NE are eventually based on personal attitude to drug options (e.g., willingness to use an over-the-counter product but not to abuse prescription drugs) rather than motivated by desire to achieve a specific goal (e.g., fighting tiredness) for which different drug options might be tried. Second, data analyses suggested two qualitatively different classes of users. Both predominantly used over-the-counter products, but "neuroenhancers" might be characterized by a higher propensity to instrumentalize over-the-counter products for virtually all investigated goals whereas "fatigue-fighters" might be inclined to use over-the-counter products exclusively to fight fatigue. We believe that psychological investigations like these are essential, especially for designing programs to prevent risky behavior.
Duldung und Diskriminierung
(2016)
Proteins are amphiphilic and adsorb at liquid interfaces. Therefore, they can be efficient stabilizers of foams and emulsions. β-lactoglobulin (BLG) is one of the most widely studied proteins due to its major industrial applications, in particular in food technology.
In the present work, the influence of different bulk concentration, solution pH and ionic strength on the dynamic and equilibrium pressures of BLG adsorbed layers at the solution/tetradecane (W/TD) interface has been investigated. Dynamic interfacial pressure (Π) and interfacial dilational elastic modulus (E’) of BLG solutions for various concentrations at three different pH values of 3, 5 and 7 at a fixed ionic strength of 10 mM and for a selected fixed concentration at three different ionic strengths of 1 mM, 10 mM and 100 mM are measured by Profile Analysis Tensiometer PAT-1 (SINTERFACE Technologies, Germany). A quantitative data analysis requires additional consideration of depletion due to BLG adsorption at the interface at low protein bulk concentrations. This fact makes experiments more efficient when oil drops are studied in the aqueous protein solutions rather than solution drops formed in oil. On the basis of obtained experimental data, concentration dependencies and the effect of solution pH on the protein surface activity was qualitatively analysed. In the presence of 10 mM buffer, we observed that generally the adsorbed amount is increasing with increasing BLG bulk concentration for all three pH values. The adsorption kinetics at pH 5 result in the highest Π values at any time of adsorption while it exhibits a less active behaviour at pH 3.
Since the experimental data have not been in a good agreement with the classical diffusion controlled model due to the conformational changes which occur when the protein molecules get in contact with the hydrophobic oil phase in order to adapt to the interfacial environment, a new theoretical model is proposed here. The adsorption kinetics data were analysed with the newly proposed model, which is the classical diffusion model but modified by assuming an additional change in the surface activity of BLG molecules when adsorbing at the interface. This effect can be expressed through the adsorption activity constant in the corresponding equation of state. The dilational visco-elasticity of the BLG adsorbed interfacial layers is determined from measured dynamic interfacial tensions during sinusoidal drop area variations. The interfacial tension responses to these harmonic drop oscillations are interpreted with the same thermodynamic model which is used for the corresponding adsorption isotherm.
At a selected BLG concentration of 2×10-6 mol/l, the influence of the ionic strength using different buffer concentration of 1, 10 and 100 mM on the interfacial pressure was studied. It is affected weakly at pH 5, whereas it has a strong impact by increasing buffer concentration at pH 3 and 7. In conclusion, the structure formation of BLG adsorbed layer in the early stage of adsorption at the W/TD interface is similar to those of the solution/air (W/A) surface. However, the equation of state at the W/TD interface provides an adsorption activity constant which is almost two orders of magnitude higher than that for the solution/air surface.
At the end of this work, a new experimental tool called Drop and Bubble Micro Manipulator DBMM (SINTERFACE Technologies, Germany) has been introduced to study the stability of protein covered bubbles against coalescence. Among the available protocols the lifetime between the moment of contact and coalescence of two contacting bubble is determined for different BLG concentrations. The adsorbed amount of BLG is determined as a function of time and concentration and correlates with the observed coalescence behaviour of the contacting bubbles.
Dynamics of mantle plumes
(2016)
Mantle plumes are a link between different scales in the Earth’s mantle: They are an important part of large-scale mantle convection, transporting material and heat from the core-mantle boundary to the surface, but also affect processes on a smaller scale, such as melt generation and transport and surface magmatism. When they reach the base of the lithosphere, they cause massive magmatism associated with the generation of large igneous provinces, and they can be related to mass extinction events (Wignall, 2001) and continental breakup (White and McKenzie, 1989).
Thus, mantle plumes have been the subject of many previous numerical modelling studies (e.g. Farnetani and Richards, 1995; d’Acremont et al., 2003; Lin and van Keken, 2005; Sobolev et al., 2011; Ballmer et al., 2013). However, complex mechanisms, such as the development and implications of chemical heterogeneities in plumes, their interaction with mid-ocean ridges and global mantle flow, and melt ascent from the source region to the surface are still not very well understood; and disagreements between observations and the predictions of classical plume models have led to a challenge of the plume concept in general (Czamanske et al., 1998; Anderson, 2000; Foulger, 2011). Hence, there is a need for more sophisticated models that can explain the underlying physics, assess which properties and processes are important, explain how they cause the observations visible at the Earth’s surface and provide a link between the different scales.
In this work, integrated plume models are developed that investigate the effect of dense recycled oceanic crust on the development of mantle plumes, plume–ridge interaction under the influence of global mantle flow and melting and melt migration in form of two-phase flow.
The presented analysis of these models leads to a new, updated picture of mantle plumes: Models considering a realistic depth-dependent density of recycled oceanic crust and peridotitic mantle material show that plumes with excess temperatures of up to 300 K can transport up to 15% of recycled oceanic crust through the whole mantle. However, due to the high density of recycled crust, plumes can only advance to the base of the lithosphere directly if they have high excess temperatures, high plume volumes and the lowermost mantle is subadiabatic, or plumes rise from the top or edges of thermo-chemical piles. They might only cause minor surface uplift, and instead of the classical head–tail structure, these low-buoyancy plumes are predicted to be broad features in the lower mantle with much less pronounced plume heads. They can form a variety of shapes and regimes, including primary plumes directly advancing to the base of the lithosphere, stagnating plumes, secondary plumes rising from the core–mantle boundary or a pool of eclogitic material in the upper mantle and failing plumes. In the upper mantle, plumes are tilted and deflected by global mantle flow, and the shape, size and stability of the melting region is influenced by the distance from nearby plate boundaries, the speed of the overlying plate and the movement of the plume tail arriving from the lower mantle. Furthermore, the structure of the lithosphere controls where hot material is accumulated and melt is generated. In addition to melting in the plume tail at the plume arrival position, hot plume material flows upwards towards opening rifts, towards mid-ocean ridges and towards other regions of thinner lithosphere, where it produces additional melt due to decompression. This leads to the generation of either broad ridges of thickened magmatic crust or the separation into multiple thinner lines of sea mount chains at the surface. Once melt is generated within the plume, it influences its dynamics, lowering the viscosity and density, and while it rises the melt volume is increased up to 20% due to decompression. Melt has the tendency to accumulate at the top of the plume head, forming diapirs and initiating small-scale convection when the plume reaches the base of the lithosphere. Together with the introduced unstable, high-density material produced by freezing of melt, this provides an efficient mechanism to thin the lithosphere above plume heads.
In summary, this thesis shows that mantle plumes are more complex than previously considered, and linking the scales and coupling the physics of different processes occurring in mantle plumes can provide insights into how mantle plumes are influenced by chemical heterogeneities, interact with the lithosphere and global mantle flow, and are affected by melting and melt migration. Including these complexities in geodynamic models shows that plumes can also have broad plume tails, might produce only negligible surface uplift, can generate one or several volcanic island chains in interaction with a mid–ocean ridge, and can magmatically thin the lithosphere.
Solar-like stars maintain their magnetic fields thanks to a dynamo mechanism. The Babcock-Leighton dynamo is one possible dynamo that has the particularity to require magnetic flux tubes. Magnetic flux tubes are assumed to form at the bottom of the convective zone and rise buoyantly to the surface. A delayed dynamo model has been suggested, where the delay accounts for the rise time of the magnetic flux tubes; a time, that has been ignored by former studies.
The present thesis aims to study the applicability of the flux tube/Babcock-Leighton dynamo to other stars. To do so, we attempt to constrain the rise time of magnetic flux tubes thanks to the first fully compressible MHD simulations of rising magnetic flux tubes in stratified rotating spherical shells.
Such simulations are limited to an unrealistic parameter space, therefore, a scaling relation is required to scale the results to realistic physical regimes. We extended earlier works on 2D scaling relations and derived a general scaling law valid for both 2D and 3D. We then carried out two large series of numerical experiments and verified that the scaling law we have derived indeed applies to the fully non-linear case. It allowed us to extract a constraint for the rise time of magnetic flux tubes that is valid for any solar-like star. We finally introduced this constraint to a delayed dynamo model.
By carrying out simulations of a mean-field, delayed, flux tube/Babcock-Leighton dynamo, we were able to identify a new dynamo regime resulting from the delay. This regime requires delays about an entire cycle and exhibits subequipartition magnetic activity. Revealing this new regime shows that even for long delays the flux tube/Babcock-Leighton dynamo can still deliver non-decaying solutions and remains a good candidate for a wide range of solar-like stars.
Infants start learning the prosodic properties of their native language before 12 months, as shown by the emergence of a trochaic bias in English-learning infants between 6 and 9 months (Jusczyk et al., 1993), and in German-learning infants between 4 and 6 months (Huhle et al., 2009, 2014), while French-learning infants do not show a bias at 6 months (Hohle et al., 2009). This language-specific emergence of a trochaic bias is supported by the fact that English and German are languages with trochaic predominance in their lexicons, while French is a language with phrase-final lengthening but lacking lexical stress. We explored the emergence of a trochaic bias in bilingual French/German infants, to study whether the developmental trajectory would be similar to monolingual infants and whether amount of relative exposure to the two languages has an impact on the emergence of the bias. Accordingly, we replicated Hohle et al. (2009) with 24 bilingual 6-month-olds learning French and German simultaneously. All infants had been exposed to both languages for 30 to 70% of the time from birth. Using the Head Preference Procedure, infants were presented with two lists of stimuli, one made up of several occurrences of the pseudoword /GAba/ with word-initial stress (trochaic pattern), the second one made up of several occurrences of the pseudoword /gaBA/ with word-final stress (iambic pattern). The stimuli were recorded by a native German female speaker. Results revealed that these French/German bilingual 6-month olds have a trochaic bias (as evidenced by a preference to listen to the trochaic pattern). Hence, their listening preference is comparable to that of monolingual German-learning 6-month-olds, but differs from that of monolingual French-learning 6-month-olds who did not show any preference (Noble et al., 2009). Moreover, the size of the trochaic bias in the bilingual infants was not correlated with their amount of exposure to German. The present results thus establish that the development of a trochaic bias in simultaneous bilinguals is not delayed compared to monolingual German-learning infants (Hohle et al., 2009) and is rather independent of the amount of exposure to German relative to French.
Earthquakes deform Earth's surface, building long-lasting topographic features and contributing to landscape and mountain formation.
However, seismic waves produced by earthquakes may also destabilize hillslopes, leading to large amounts of soil and bedrock moving downslope. Moreover, static deformation and shaking are suspected to damage the surface bedrock and therefore alter its future properties, affecting hydrological and erosional dynamics. Thus, earthquakes participate both in mountain building and stimulate directly or indirectly their erosion. Moreover, the impact of earthquakes on hillslopes has important implications for the amount of sediment and organic matter delivered to rivers, and ultimately to oceans, during episodic catastrophic seismic crises, the magnitude of life and property losses associated with landsliding, the perturbation and recovery of landscape properties after shaking, and the long term topographic evolution of mountain belts. Several of these aspects have been addressed recently through individual case studies but additional data compilation as well as theoretical or numerical modelling are required to tackle these issues in a more systematic and rigorous manner.
This dissertation combines data compilation of earthquake characteristics, landslide mapping, and seismological data interpretation with physically-based modeling in order to address how earthquakes impact on erosional processes and landscape evolution. Over short time scales (10-100 s) and intermediate length scales (10 km), I have attempted to improve our understanding and ability to predict the amount of landslide debris triggered by seismic shaking in epicentral areas. Over long time scales (1-100 ky) and across a mountain belt (100 km) I have modeled the competition between erosional unloading and building of topography associated with earthquakes. Finally, over intermediate time scales (1-10 y) and at the hillslope scale (0.1-1 km) I have collected geomorphological and seismological data that highlight persistent effects of earthquakes on landscape properties and behaviour.
First, I compiled a database on earthquakes that produced significant landsliding, including an estimate of the total landslide volume and area, and earthquake characteristics such as seismic moment and source depth. A key issue is the accurate conversion of landslide maps into volume estimates. Therefore I also estimated how amalgamation - when mapping errors lead to the bundling of multiple landslide into a single polygon - affects volume estimates from various earthquake-induced landslide inventories and developed an algorithm to automatically detect this artifact. The database was used to test a physically-based prediction of the total landslide area and volume caused by earthquakes, based on seismological scaling relationships and a statistical description of the landscape properties. The model outperforms empirical fits in accuracy, with 25 out of 40 cases well predicted, and allows interpretation of many outliers in physical terms. Apart from seismological complexities neglected by the model I found that exceptional rock strength properties or antecedent conditions may explain most outliers.
Second, I assessed the geomorphic effects of large earthquakes on landscape dynamics by surveying the temporal evolution of precipitation-normalized landslide rate. I found strongly elevated landslide rates following earthquakes that progressively recover over 1 to 4 years, indicating that regolith strength drops and recovers. The relaxation is clearly non-linear for at least one case, and does not seem to correlate with coseismic landslide reactivation, water table level increase or tree root-system recovery. I suggested that shallow bedrock is damaged by the earthquake and then heals on annual timescales. Such variations in ground strength must be translated into shallow subsurface seismic velocities that are increasingly surveyed with ambient seismic noise correlations. With seismic noise autocorrelation I computed the seismic velocity in the epicentral areas of three earthquakes where I constrained a change in landslide rate. We found similar recovery dynamics and timescales, suggesting that seismic noise correlation techniques could be further developed to meaningfully assess ground strength variations for landscape dynamics. These two measurements are also in good agreement with the temporal dynamics of post-seismic surface displacement measured by GPS. This correlation suggests that the surface healing mechanism may be driven by tectonic deformation, and that the surface regolith and fractured bedrock may behave as a granular media that slowly compacts as it is sheared or vibrated.
Last, I compared our model of earthquake-induced landsliding with a standard formulation of surface deformation caused by earthquakes to understand which parameters govern the competition between the building and destruction of topography caused by earthquakes. In contrast with previous studies I found that very large (Mw>8) earthquakes always increase the average topography, whereas only intermediate (Mw ~ 7) earthquakes in steep landscapes may reduce topography. Moreover, I illustrated how the net effect of earthquakes varies with depth or landscape steepness implying a complex and ambivalent role through the life of a mountain belt. Further I showed that faults producing a Gutenberg-Richter distribution of earthquake sizes, will limit topography over a larger range of fault sizes than faults producing repeated earthquakes with a characteristic size.
Editorial
(2016)
A series of new sulfobetaine methacrylates, including nitrogen-containing saturated heterocycles, was synthesised by systematically varying the substituents of the zwitterionic group. Radical polymerisation via the RAFT (reversible addition–fragmentation chain transfer) method in trifluoroethanol proceeded smoothly and was well controlled, yielding polymers with predictable molar masses. Molar mass analysis and control of the end-group fidelity were facilitated by end-group labeling with a fluorescent dye. The polymers showed distinct thermo-responsive behaviour of the UCST (upper critical solution temperature) type in an aqueous solution, which could not be simply correlated to their molecular structure via an incremental analysis of the hydrophilic and hydrophobic elements incorporated within them. Increasing the spacer length separating the ammonium and the sulfonate groups of the zwitterion moiety from three to four carbons increased the phase transition temperatures markedly, whereas increasing the length of the spacer separating the ammonium group and the carboxylate ester group on the backbone from two to three carbons provoked the opposite effect. Moreover, the phase transition temperatures of the analogous polyzwitterions decreased in the order dimethylammonio > morpholinio > piperidinio alkanesulfonates. In addition to the basic effect of the polymers’ precise molecular structure, the concentration and the molar mass dependence of the phase transition temperatures were studied. Furthermore, we investigated the influence of added low molar mass salts on the aqueous-phase behaviour for sodium chloride and sodium bromide as well as sodium and ammonium sulfate. The strong effects evolved in a complex way with the salt concentration. The strength of these effects depended on the nature of the anion added, increasing in the order sulfate < chloride < bromide, thus following the empirical Hofmeister series. In contrast, no significant differences were observed when changing the cation, i.e. when adding sodium or ammonium sulfate.
A majority of studies documented a reduced ankle muscle activity, particularly of the peroneus longus muscle (PL), in patients with functional ankle instability (FI). It is considered valid that foot orthoses as well as sensorimotor training have a positive effect on ankle muscle activity in healthy individuals and those with lower limb overuse injuries or flat arched feet (reduced reaction time by sensorimotor exercises; increased ankle muscle amplitude by orthoses use). However, the acute- and long-term influence of foot orthoses on ankle muscle activity in individuals with FI is unknown.
AIMS: The present thesis addressed (1a) acute- and (1b) long-term effects of foot orthoses compared to sensorimotor training on ankle muscle activity in patients with FI. (2) Further, it was investigated if the orthosis intervention group demonstrate higher ankle muscle activity by additional short-term use of a measurement in-shoe orthosis (compared to short-term use of “shoe only”) after intervention. (3) As prerequisite, it was evaluated if ankle muscle activity can be tested reliably and (4) if this differs between healthy individuals and those with FI.
METHODS: Three intervention groups (orthosis group [OG], sensorimotor training group [SMTG], control group [CG]), consisting of both, healthy individuals and those with FI, underwent one longitudinal investigation (randomised controlled trial). Throughout 6 weeks of intervention, OG wore an in-shoe orthosis with a specific “PL stimulation module”, whereas SMTG conducted home-based exercises. CG served to measure test-retest reliability of ankle muscle activity (PL, M. tibialis anterior [TA] and M. gastrocnemius medialis [GM]). Pre- and post-intervention, ankle muscle activity (EMG amplitude) was recorded during “normal” unperturbed (NW) and perturbed walking (PW) on a split-belt treadmill (stimulus 200 ms post initial heel contact [IC]) as well as during side cutting (SC), each while wearing “shoes only” and additional measurement in-shoe orthoses (randomized order). Normalized RMS values (100% MVC, mean±SD) were calculated pre- (100-50 ms) and post (200-400 ms) - IC.
RESULTS: (3) Test-retest reliability showed a high range of values in healthy individuals and those with FI. (4) Compared to healthy individuals, patients with FI demonstrated lower PL pre-activity during SC, however higher PL pre-activity for NW and PW. (1a) Acute orthoses use did not influence ankle muscle activity. (1b) For most conditions, sensorimotor training was more effective in individuals with FI than long-term orthotic intervention (increased: PL and GM pre-activity and TA reflex-activity for NW, PL pre-activity and TA, PL and GM reflex-activity for SC, PL reflex-activity for PW). However, prolonged orthoses use was more beneficial in terms of an increase in GM pre-activity during SC. For some conditions, long-term orthoses intervention was as effective as sensorimotor training for individuals with FI (increased: PL pre-activity for PW, TA pre-activity for SC, PL and GM reflex-activity for NW). Prolonged orthoses use was also advantageous in healthy individuals (increased: PL and GM pre-activity for NW and PW, PL pre-activity for SC, TA and PL reflex-activity for NW, PL and GM reflex-activity for PW). (2) The orthosis intervention group did not present higher ankle muscle activity by the additional short-term use of a measurement in-shoe orthosis at re-test after intervention.
CONCLUSION: High variations of reproducibility reflect physiological variability in muscle activity during gait and therefore deemed acceptable. The main findings confirm the presence of sensorimotor long-term effects of specific foot orthoses in healthy individuals (primary preventive effect) and those with FI (therapeutic effect). Neuromuscular compensatory feedback- as well as anticipatory feedforward adaptation mechanism to prolonged orthoses use, specifically of the PL muscle, underpins the key role of PL in providing essential dynamic ankle joint stability. Due to its advantages over sensorimotor training (positive subjective feedback in terms of comfort, time-and-cost-effectiveness), long-term foot orthoses use can be recommended as an applicable therapy alternative in the treatment of FI. Long-term effect of foot orthoses in a population with FI must be validated in a larger sample size with longer follow-up periods to substantiate the generalizability of the existing outcomes.
Studies investigating the effect of increasing CO2 levels on the phosphorus cycle in natural waters are lacking although phosphorus often controls phytoplankton development in many aquatic systems. The aim of our study was to analyse effects of elevated CO2 levels on phosphorus pool sizes and uptake. The phosphorus dynamic was followed in a CO2-manipulation mesocosm experiment in the Storfjarden (western Gulf of Finland, Baltic Sea) in summer 2012 and was also studied in the surrounding fjord water. In all mesocosms as well as in surface waters of Storfjarden, dissolved organic phosphorus (DOP) concentrations of 0.26aEuro-+/- aEuro-0.03 and 0.23aEuro-+/- aEuro-0.04aEuro-A mu molaEuro-L-1, respectively, formed the main fraction of the total P-pool (TP), whereas phosphate (PO4) constituted the lowest fraction with mean concentration of 0.15aEuro-A +/- aEuro-0.02 in the mesocosms and 0.17aEuro-A +/- aEuro-0.07aEuro-A mu molaEuro-L-1 in the fjord. Transformation of PO4 into DOP appeared to be the main pathway of PO4 turnover. About 82aEuro-% of PO4 was converted into DOP whereby only 18aEuro-% of PO4 was transformed into particulate phosphorus (PP). PO4 uptake rates measured in the mesocosms ranged between 0.6 and 3.9aEuro-nmolaEuro-L(-1)aEuro-h(-1). About 86aEuro-% of them was realized by the size fraction < aEuro-3aEuro-A mu m. Adenosine triphosphate (ATP) uptake revealed that additional P was supplied from organic compounds accounting for 25-27aEuro-% of P provided by PO4 only. CO2 additions did not cause significant changes in phosphorus (P) pool sizes, DOP composition, and uptake of PO4 and ATP when the whole study period was taken into account. However, significant short-term effects were observed for PO4 and PP pool sizes in CO2 treatments > aEuro-1000aEuro-A mu atm during periods when phytoplankton biomass increased. In addition, we found significant relationships (e.g., between PP and Chl a) in the untreated mesocosms which were not observed under high fCO(2) conditions. Consequently, it can be hypothesized that the relationship between PP formation and phytoplankton growth changed with CO2 elevation. It can be deduced from the results, that visible effects of CO2 on P pools are coupled to phytoplankton growth when the transformation of PO4 into POP was stimulated. The transformation of PO4 into DOP on the other hand does not seem to be affected. Additionally, there were some indications that cellular mechanisms of P regulation might be modified under CO2 elevation changing the relationship between cellular constituents.
Background
It has been demonstrated that core strength training is an effective means to enhance trunk muscle strength (TMS) and proxies of physical fitness in youth. Of note, cross-sectional studies revealed that the inclusion of unstable elements in core strengthening exercises produced increases in trunk muscle activity and thus provide potential extra training stimuli for performance enhancement. Thus, utilizing unstable surfaces during core strength training may even produce larger performance gains. However, the effects of core strength training using unstable surfaces are unresolved in youth. This randomized controlled study specifically investigated the effects of core strength training performed on stable surfaces (CSTS) compared to unstable surfaces (CSTU) on physical fitness in school-aged children.
Methods
Twenty-seven (14 girls, 13 boys) healthy subjects (mean age: 14 ± 1 years, age range: 13–15 years) were randomly assigned to a CSTS (n = 13) or a CSTU (n = 14) group. Both training programs lasted 6 weeks (2 sessions/week) and included frontal, dorsal, and lateral core exercises. During CSTU, these exercises were conducted on unstable surfaces (e.g., TOGU© DYNAIR CUSSIONS, THERA-BAND© STABILITY TRAINER).
Results
Significant main effects of Time (pre vs. post) were observed for the TMS tests (8-22%, f = 0.47-0.76), the jumping sideways test (4-5%, f = 1.07), and the Y balance test (2-3%, f = 0.46-0.49). Trends towards significance were found for the standing long jump test (1-3%, f = 0.39) and the stand-and-reach test (0-2%, f = 0.39). We could not detect any significant main effects of Group. Significant Time x Group interactions were detected for the stand-and-reach test in favour of the CSTU group (2%, f = 0.54).
Conclusions
Core strength training resulted in significant increases in proxies of physical fitness in adolescents. However, CSTU as compared to CSTS had only limited additional effects (i.e., stand-and-reach test). Consequently, if the goal of training is to enhance physical fitness, then CSTU has limited advantages over CSTS.
Effects of data and model simplification on the results of a wetland water resource management model
(2016)
This paper presents the development of a wetland water balance model for use in a large river basin with many different wetlands. The basic model was primarily developed for a single wetland with a complex water management system involving large amounts of specialized input data and water management details. The aim was to simplify the model structure and to use only commonly available data as input for the model, with the least possible loss of accuracy. Results from different variants of the model and data adaptation were tested against results from a detailed model. This shows that using commonly available data and unifying and simplifying the input data is tolerable up to a certain level. The simplification of the model has greater effects on the evaluated water balance components than the data adaptation. Because this simplification was necessary for large-scale use, we suggest that, for reasons of comparability, simpler models should always be applied with uniform data bases for large regions, though these should only be moderately simplified. Further, we recommend using these simplified models only for large-scale comparisons and using more specific, detailed models for investigations on smaller scales.
Difficulties with object relative clauses (ORC), as compared to subject relative clauses (SR), are widely attested across different languages, both in adults and in children. This SR-ORC asymmetry is reduced, or even eliminated, when the embedded constituent in the ORC is a pronoun, rather than a lexical noun phrase. The studies included in this thesis were designed to explore under what circumstances the pronoun facilitation occurs; whether all pronouns have the same effect; whether SRs are also affected by embedded pronouns; whether children perform like adults on such structures; and whether performance is related to cognitive abilities such as memory or grammatical knowledge. Several theoretical approaches that explain the pronoun facilitation in relative clauses are evaluated. The experimental data have been collected in three languages–German, Italian and Hebrew–stemming from both children and adults.
In the German study (Chapter 2), ORCs with embedded 1st- or 3rd-person pronouns are compared to ORCs with an embedded lexical noun phrase. Eye-movement data from 5-year-old children show that the 1st-person pronoun facilitates processing, but not the 3rd-person pronoun. Moreover, children’s performance is modulated by additive effects of their memory and grammatical skills. In the Italian study (Chapter 3), the 1st-person pronoun advantage over the 3rd-person pronoun is tested in ORCs and SRs that display a similar word order. Eye-movement data from 5-year-olds and adult controls and reading times data from adults are pitted against the outcome of a corpus analysis, showing that the 1st-/3rd-person pronoun asymmetry emerges in the two relative clause types to an equal extent. In the Hebrew study (Chapter 4), the goal is to test the effect of a special kind of pronoun–a non-referential arbitrary subject pronoun–on ORC comprehension, in the light of potential confounds in previous studies that used this pronoun. Data from a referent-identification task with 4- to 5-year-olds indicate that, when the experimental material is controlled, the non-referential pronoun does not necessarily facilitate ORC comprehension. Importantly, however, children have even more difficulties when the embedded constituent is a referential pronoun. The non-referentiality / referentiality asymmetry is emphasized by the relation between children’s performance on the experimental task and their memory skills.
Together, the data presented in this thesis indicate that sentence processing is not only driven by structural (or syntactic) factors, but also by discourse-related ones, like pronouns’ referential properties or their discourse accessibility mechanism, which is defined as the level of ease or difficulty with which referents of pronouns are identified and retrieved from the discourse model. Although independent in essence, these structural and discourse factors can in some cases interact in a way that affects sentence processing. Moreover, both types of factors appear to be strongly related to memory. The data also support the idea that, from early on, children are sensitive to the same factors that affect adults’ sentence processing, and that the processing strategies of both populations are qualitatively similar.
In sum, this thesis suggests that a comprehensive theory of human sentence processing needs to account for effects that are due to both structural and discourse-related factors, which operate as a function of memory capacity.
Rhythm perception is assumed to be guided by a domain-general auditory principle, the Iambic/Trochaic Law, stating that sounds varying in intensity are grouped as strong-weak, and sounds varying in duration are grouped as weak-strong. Recently, Bhatara et al. (2013) showed that rhythmic grouping is influenced by native language experience, French listeners having weaker grouping preferences than German listeners. This study explores whether L2 knowledge and musical experience also affect rhythmic grouping. In a grouping task, French late learners of German listened to sequences of coarticulated syllables varying in either intensity or duration. Data on their language and musical experience were obtained by a questionnaire. Mixed-effect model comparisons showed influences of musical experience as well as L2 input quality and quantity on grouping preferences. These results imply that adult French listeners' sensitivity to rhythm can be enhanced through L2 and musical experience.
Previous research on the interplay between static manual postures and visual attention revealed enhanced visual selection near the hands (near-hand effect). During active movements there is also superior visual performance when moving toward compared to away from the stimulus (direction effect). The "modulated visual pathways" hypothesis argues that differential involvement of magno- and parvocellular visual processing streams causes the near-hand effect. The key finding supporting this hypothesis is an increase in temporal and a reduction in spatial processing in near-hand space (Gozli et al., 2012). Since this hypothesis has, so far, only been tested with static hand postures, we provide a conceptual replication of Gozli et al.'s (2012) result with moving hands, thus also probing the generality of the direction effect. Participants performed temporal or spatial gap discriminations while their right hand was moving below the display. In contrast to Gozli et al (2012), temporal gap discrimination was superior at intermediate and not near hand proximity. In spatial gap discrimination, a direction effect without hand proximity effect suggests that pragmatic attentional maps overshadowed temporal/spatial processing biases for far/near-hand space.
About a quarter of anthropogenic CO2 emissions are currently taken up by the oceans, decreasing seawater pH. We performed a mesocosm experiment in the Baltic Sea in order to investigate the consequences of increasing CO2 levels on pelagic carbon fluxes. A gradient of different CO2 scenarios, ranging from ambient (similar to 370 mu atm) to high (similar to 1200 mu atm), were set up in mesocosm bags (similar to 55m(3)). We determined standing stocks and temporal changes of total particulate carbon (TPC), dissolved organic carbon (DOC), dissolved inorganic carbon (DIC), and particulate organic carbon (POC) of specific plankton groups. We also measured carbon flux via CO2 exchange with the atmosphere and sedimentation (export), and biological rate measurements of primary production, bacterial production, and total respiration. The experiment lasted for 44 days and was divided into three different phases (I: t0-t16; II: t17-t30; III: t31-t43). Pools of TPC, DOC, and DIC were approximately 420, 7200, and 25 200 mmol Cm-2 at the start of the experiment, and the initial CO2 additions increased the DIC pool by similar to 7% in the highest CO2 treatment. Overall, there was a decrease in TPC and increase of DOC over the course of the experiment. The decrease in TPC was lower, and increase in DOC higher, in treatments with added CO2. During phase I the estimated gross primary production (GPP) was similar to 100 mmol C m(-2) day(-1), from which 75-95% was respired, similar to 1% ended up in the TPC (including export), and 5-25% was added to the DOC pool. During phase II, the respiration loss increased to similar to 100% of GPP at the ambient CO2 concentration, whereas respiration was lower (85-95% of GPP) in the highest CO2 treatment. Bacterial production was similar to 30% lower, on average, at the highest CO2 concentration than in the controls during phases II and III. This resulted in a higher accumulation of DOC and lower reduction in the TPC pool in the elevated CO2 treatments at the end of phase II extending throughout phase III. The "extra" organic carbon at high CO2 remained fixed in an increasing biomass of small-sized plankton and in the DOC pool, and did not transfer into large, sinking aggregates. Our results revealed a clear effect of increasing CO2 on the carbon budget and mineralization, in particular under nutrient limited conditions. Lower carbon loss processes (respiration and bacterial remineralization) at elevated CO2 levels resulted in higher TPC and DOC pools than ambient CO2 concentration. These results highlight the importance of addressing not only net changes in carbon standing stocks but also carbon fluxes and budgets to better disentangle the effects of ocean acidification.
Effects of resistance training in youth athletes on muscular fitness and athletic performance
(2016)
During the stages of long-term athlete development (LTAD), resistance training (RT) is an important means for (i) stimulating athletic development, (ii) tolerating the demands of long-term training and competition, and (iii) inducing long-term health promoting effects that are robust over time and track into adulthood. However, there is a gap in the literature with regards to optimal RT methods during LTAD and how RT is linked to biological age. Thus, the aims of this scoping review were (i) to describe and discuss the effects of RT on muscular fitness and athletic performance in youth athletes, (ii) to introduce a conceptual model on how to appropriately implement different types of RT within LTAD stages, and (iii) to identify research gaps from the existing literature by deducing implications for future research. In general, RT produced small -to -moderate effects on muscular fitness and athletic performance in youth athletes with muscular strength showing the largest improvement. Free weight, complex, and plyometric training appear to be well -suited to improve muscular fitness and athletic performance. In addition, balance training appears to be an important preparatory (facilitating) training program during all stages of LTAD but particularly during the early stages. As youth athletes become more mature, specificity, and intensity of RT methods increase. This scoping review identified research gaps that are summarized in the following and that should be addressed in future studies: (i) to elucidate the influence of gender and biological age on the adaptive potential following RT in youth athletes (especially in females), (ii) to describe RT protocols in more detail (i.e., always report stress and strain based parameters), and (iii) to examine neuromuscular and tendomuscular adaptations following RT in youth athletes.
Effektivität frühzeitiger Interventionen zur Prävention von Lese- und Rechtschreibschwierigkeiten
(2016)
Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit der Förderung der Lese- und Schreibkompetenz in der Anfangsphase des Schriftspracherwerbs. Ziel der Untersuchung ist die Erprobung und Evaluierung frühzeitiger, diagnosegeleiteter Interventionen zur Prävention von Lese- und Rechtschreibschwierigkeiten. Im Unterschied zu vielen Studien in diesem Bereich werden alle Maßnahmen unter realen schulischen Bedingungen im Rahmen des Erstlese- und Schreibunterrichts durch die Klassenlehrer selbst durchgeführt, wobei diese von der Autorin unterstützt und begleitet werden. Förder- und Prozessdiagnose sowie Elemente diagnosegeleiteter Förderung werden aus Theorien und Forschungslage abgeleitet und zu einem Interventionsset verbunden. Die Effektivität der evidenzbasierten Maßnahmen wird durch Parallelgruppenvergleiche überprüft.
An der empirischen Untersuchung nahmen insgesamt 25 Schulklassen mit 560 Erstklässlern teil, geteilt in Versuchs- und Kontrollgruppe. Mit der Eingangsdiagnose am Schulbeginn wurden Voraussetzungen für den Schriftspracherwerb erhoben und mit der Evaluierungsdiagnose am Ende der ersten Schulstufe entwicklungsadäquate schriftsprachliche Kompetenzen auf der Wortebene überprüft. Zusätzlich erfasst wurden internale und externale Einflussfaktoren, deren Wirkung in der statistischen Auswertung berücksichtigt wurde. Alle Datenerhebungen wurden in Versuchs- und Kontrollgruppe durchgeführt, während die evidenzbasierten Treatments nur in der Versuchsgruppe stattfanden.
Die Auswertung bestätigt mit signifikanten Ergebnissen den engen Zusammenhang zwischen der Phonologischen Bewusstheit zu Beginn des Schriftspracherwerbs und der Lese- und Rechtschreibfähigkeit am Ende der ersten Schulstufe sowie zwischen Familiärer Literalität und Lesefertigkeit. Schriftsprachliche Vorkenntnisse weisen eine Tendenz zur Signifikanz hinsichtlich ihrer positiven Wirkung auf die Basale Lesefertigkeit auf. Eine höchst signifikante positive Wirkung auf die Basale Lesefertigkeit zeigt die Druckschrift als Ausgangsschrift.
Die Ergebnisse deuten auf eine Überlegenheit vorschulischer präliteraler Fertigkeiten hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Lese- und Rechtschreibfertigkeit am Ende der ersten Schulstufe gegenüber Fördermaßnahmen unter realen schulischen Bedingungen hin. Die positive Wirkung einer unverbundenen Ausgangsschrift auf den Leseerwerb betont die Wichtigkeit der Wahl der Ausgangsschrift. Im frühen Schriftspracherwerb sollte die Druckschrift für das Lesen und Schreiben verwendet werden.
Background: The efficiency of multiplex editing in plants by the RNA-guided Cas9 system is limited by efficient introduction of its components into the genome and by their activity. The possibility of introducing large fragment deletions by RNA-guided Cas9 tool provides the potential to study the function of any DNA region of interest in its
‘endogenous’ environment.
Results: Here, an RNA-guided Cas9 system was optimized to enable efficient multiplex editing in Arabidopsis thaliana. We demonstrate the flexibility of our system for knockout of multiple genes, and to generate heritable largefragment deletions in the genome. As a proof of concept, the function of part of the second intron of the flower development gene AGAMOUS in Arabidopsis was studied by generating a Cas9-free mutant plant line in which part of this intron was removed from the genome. Further analysis revealed that deletion of this intron fragment results 40 % decrease of AGAMOUS gene expression without changing the splicing of the gene which indicates that this regulatory region functions as an activator of AGAMOUS gene expression.
Conclusions: Our modified RNA-guided Cas9 system offers a versatile tool for the functional dissection of coding and non-coding DNA sequences in plants.
Ein Blick zurück
(2016)
1 Einleitung, 2 Die Entstehung des organisierten Turnens in Deutschland, 3 Vom Turnen zum Sport, 4 Friedrich Ludwig Jahn und die Herausbildung der deutschen Turnersprache, 5 Sportsprache in der Zeit des Nationalsozialismus, 6 Didaktische Anregungen, 7 Materialien und Diskussionsanregungen, 8 Literatur
1 Hinführung und Zielstellung, 2 Angestrebte Ergebnisse der Entwicklung lexikalischer Kompetenz - vernetzt mit der Entwicklung von Lese-/Textverstehenskompetenz, 3 Arbeit am Wortschatz und Textverstehen - Textanalyse als das Erschließen eines Feldes von Möglichkeiten, 4 Die Tätigkeit des Schülers optimal in Gang setzen - handlungs-regulierende Aufgaben stellen, 5 Literatur
Ein unveröffentlichter Brief Alexander von Humboldts an den Buchhändler Jean-Georges Treuttel
(2016)
In der Lilly Library der Indiana University befindet sich ein kurzer unveröffentlichter Brief Alexander von Humboldts an den Buchhändler und Autor Jean-Georges Treuttel. Dieser Artikel unternimmt den Versuch, den historisch-bibliographischen Kontext des Briefes herzustellen und ihn in Humboldts wissenschaftliches Schaffen einzuordnen.
Dieser Beitrag behandelt einen bisher unveröffentlichen Brief Alexander von Humboldts an Thomas Jefferson. Der Brief bietet uns einen aufschlussreichen Einblick in die persönlichen, politischen und wissenschaftlichen Netzwerke Humboldts und schließt eine Lücke in der Humboldt-Jefferson-Korrespondenz.
Eine Sqwisa für Yasha
(2016)
Die Vermittlung von Modellierungsfähigkeiten in der Softwaretechnik-Ausbildung konzentriert sich meist auf Modellierungskonzepte, Notationen und Entwicklungswerkzeuge. Die Betrachtung der Modellierungsaktivitäten, etwa die Entwicklung und Gegenüberstellung alternativer Modellvorschläge, steht weniger im Vordergrund. Die vorliegende Studie untersucht zwei Formen des kollaborativen Modellierens am Tabletop in Bezug auf ihren Einfluss auf die Modellierungsaktivitäten in kleinen Gruppen. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl selbstorganisierte als auch moderierte Modellierungssitzungen das Entwickeln eines gemeinsamen Modellverständnisses fördern. In moderierten Sitzungen wurden zudem mehr alternative Lösungsideen entwickelt und in stärkerem Maße diskutiert.
Dieser Beitrag diskutiert den Einsatz von interaktiven und automatischen Theorembeweisern in der universitären Lehre. Moderne Theorembeweiser scheinen geeignet zur Implementierung des dialogischen Lernens und als E-Assessment-Werkzeug in der Logikausbilding. Exemplarisch skizzieren wir ein innovaties Lehrprojekt zum Thema „Komputationale Metaphysik“, in dem die zuvor genannten Werkzeuge eingesetzt werden.
In this dissertation, an electric field-assisted method was developed and applied to achieve immobilization and alignment of biomolecules on metal electrodes in a simple one-step experiment. Neither modifications of the biomolecule nor of the electrodes were needed. The two major electrokinetic effects that lead to molecule motion in the chosen electrode configurations used were identified as dielectrophoresis and AC electroosmotic flow. To minimize AC electroosmotic flow, a new 3D electrode configuration was designed. Thus, the influence of experimental parameters on the dielectrophoretic force and the associated molecule movement could be studied. Permanent immobilization of proteins was examined and quantified absolutely using an atomic force microscope. By measuring the volumes of the immobilized protein deposits, a maximal number of proteins contained therein was calculated. This was possible since the proteins adhered to the tungsten electrodes even after switching off the electric field. The permanent immobilization of functional proteins on surfaces or electrodes is one crucial prerequisite for the fabrication of biosensors.
Furthermore, the biofunctionality of the proteins must be retained after immobilization. Due to the chemical or physical modifications on the proteins caused by immobilization, their biofunctionality is sometimes hampered. The activity of dielectrophoretically immobilized proteins, however, was proven here for an enzyme for the first time. The enzyme horseradish peroxidase was used exemplarily, and its activity was demonstrated with the oxidation of dihydrorhodamine 123, a non-fluorescent precursor of the fluorescence dye rhodamine 123.
Molecular alignment and immobilization - reversible and permanent - was achieved under the influence of inhomogeneous AC electric fields. For orientational investigations, a fluorescence microscope setup, a reliable experimental procedure and an evaluation protocol were developed and validated using self-made control samples of aligned acridine orange molecules in a liquid crystal.
Lambda-DNA strands were stretched and aligned temporarily between adjacent interdigitated electrodes, and the orientation of PicoGreen molecules, which intercalate into the DNA strands, was determined. Similarly, the aligned immobilization of enhanced Green Fluorescent Protein was demonstrated exploiting the protein's fluorescence and structural properties. For this protein, the angle of the chromophore with respect to the protein's geometrical axis was determined in good agreement with X-ray crystallographic data. Permanent immobilization with simultaneous alignment of the proteins was achieved along the edges, tips and on the surface of interdigitated electrodes. This was the first demonstration of aligned immobilization of proteins by electric fields.
Thus, the presented electric field-assisted immobilization method is promising with regard to enhanced antibody binding capacities and enzymatic activities, which is a requirement for industrial biosensor production, as well as for general interaction studies of proteins.
We elicited the production of various types of relative clauses in a group of German-speaking children with specific language impairment (SLI) and typically developing controls in order to test the movement optionality account of grammatical difficulty in SLI. The results show that German-speaking children with SLI are impaired in relative clause production compared to typically developing children. The alternative structures that they produce consist of simple main clauses, as well as nominal and prepositional phrases produced in isolation, sometimes contextually appropriate, and sometimes not. Crucially for evaluating the movement optionality account, children with SLI produce very few instances of embedded clauses where the relative clause head noun is pronounced in situ; in fact, such responses are more common among the typically developing child controls. These results underscore the difficulty German-speaking children with SLI have with structures involving movement, but provide no specific support for the movement optionality account.
Trotz aller Bemühungen um Chancengleichheit entscheiden sich weitaus weniger Frauen als Männer für einen MINT-bezogenen Studiengang oder Beruf. Auch in der heranwachsenden Generation deutscher Schülerinnen liegt die Motivation einen naturwissenschaftlichen Beruf zu ergreifen unter dem Durchschnitt deutscher Schüler. Schulleistungsuntersuchungen belegen, dass vor allem Schülerinnen der Sekundarstufe I ein deutlich geringeres Interesse an Fächern der Naturwissenschaften, insbesondere Physik, aufweisen als gleichaltrige Jungen. Aus diesem Grund widmet sich die vorliegende Untersuchung der Frage, ob es bereits am Ende der Grundschulzeit einen geschlechtstypischen Unterschied des Interesses am Fach Physik bei Schülerinnen und Schüler gibt. Teil der schriftlichen Befragung wurden Schülerinnen und Schüler der sechsten Klasse des Landes Brandenburg (N=235). Die Datenerhebung erfolgte mittels eines eigens entwickelten Messinstrumentes (.52≤α≤.79). Es lassen sich mit Effektstärken von |d|_1=.38, |d|_2=.27, |d|_3=.18 sowie |d|_4=.28 Unterschiede mit einer teils geringen praktischen Bedeutsamkeit zugunsten der befragten Jungen finden. Zudem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass sowohl Jungen als auch Mädchen, die der Ansicht sind, dass das eigene Geschlecht generell mehr Interesse an Physik aufweist, tatsächlich selbst mehr Interesse als das jeweils andere Geschlecht haben. Eine Interpretation der Ergebnisse sowie Limitationen und Implikationen der Untersuchung werden diskutiert.
En route towards advanced catalyst materials for the electrocatalytic water splitting reaction
(2016)
The thesis on hand deals with the development of new types of catalysts based on pristine metals and ceramic materials and their application as catalysts for the electrocatalytic water splitting reaction. In order to breathe life into this technology, cost-efficient, stable and efficient catalysts are imploringly desired. In this manner, the preparation of Mn-, N-, S-, P-, and C-containing nickel materials has been investigated together with the theoretical and electrochemical elucidation of their activity towards the hydrogen (and oxygen) evolution reaction. The Sabatier principle has been used as the principal guideline towards successful tuning of catalytic sites. Furthermore, two pathways have been chosen to ameliorate the electrocatalytic performance, namely, the direct improvement of intrinsic properties through appropriate material selection and secondly the increase of surface area of the catalytic material with an increased amount of active sites. In this manner, bringing materials with optimized hydrogen adsorption free energy onto high surface area support, catalytic performances approaching the golden standards of noble metals were feasible. Despite varying applied synthesis strategies (wet chemistry in organic solvents, ionothermal reaction, gas phase reaction), one goal has been systematically pursued: to understand the driving mechanism of the growth. Moreover, deeper understanding of inherent properties and kinetic parameters of the catalytic materials has been gained.
This article explores a recent performance of excerpts from T.S. Eliot’s Four Quartets (1935/36–1942) entitled Engaging Eliot: Four Quartets in Word, Color, and Sound as an example of live poetry. In this context, Eliot’s poem can be analysed as an auditory artefact that interacts strongly with other oral performances (welcome addresses and artists’ conversations), as well as with the musical performance of Christopher Theofanidis’s quintet “At the Still Point” at the end of the opening of Engaging Eliot. The event served as an introduction to a 13-day art exhibition and engaged in a re-evaluation of Eliot’s poem after 9/11: while its first part emphasises the connection between Eliot’s poem and Christian doctrine, its second part – especially the combination of poetry reading and musical performance – highlights the philosophical and spiritual dimensions of Four Quartets.
Die schulische Berufswahlvorbereitung versäumt es, Jugendliche auf die Wahl des Ausbildungsbetriebs vorzubereiten. Sie thematisiert nur die Berufswahl, obwohl die Entscheidung für eine betriebliche Ausbildung immer auch die Entscheidung für einen Ausbildungsbetrieb voraussetzt. Für die Ausbildungszufriedenheit und den -erfolg ist diese Betriebswahl zentral. Angesichts des Mismatchs am Ausbildungsmarkt ist das Thema hochrelevant.
Aus welchen Gründen entscheiden sich Jugendliche für einen Ausbildungsbetrieb? Diese Frage untersucht die vorliegende Arbeit aus prospektiver Sicht in narrativen Einzelinterviews mit 52 Schülerinnen und Schülern der 9. und 10. Klassenstufen verschiedener Schultypen und aus retrospektiver Sicht in vier multipel eingebetteten Mehrfallstudien mit 17 Auszubildenden aus vier Betrieben und in acht Berufen – jeweils in Brandenburg und Berlin. Theoretisch nähert sich diese Arbeit dem Thema über psychologische, soziologische und wirtschaftswissenschaftliche sowie interdisziplinäre Berufswahltheorien an, dem operativen Modell der Betriebswahl sowie dem hier neu entwickelten Modell der Ausbildungswahl als Entscheidungsprozess, das die beiden Wahlkomponenten Betrieb und Beruf vereint.
Drei zentrale Erkenntnisse kennzeichnen das Ergebnis der vorliegenden Arbeit:
1. Jugendliche beschäftigen sich mit der Wahl des Ausbildungsbetriebs und berücksichtigen vor allem emotionale Gründe. Diese variieren von Person zu Person.
2. Wichtigste Entscheidungsgründe für den Ausbildungsbetrieb sind der persönliche Eindruck, die inhaltliche Solidität, der Ort, das Betriebsklima, Kontakte ins Unternehmen, Perspektiven und die Bezahlung.
3. Jugendliche mit Mittlerem Schulabschluss achten besonders auf die Perspektiven nach Ausbildungsende.
Die wenigen anderen Studien zur Entscheidung für den Ausbildungsbetrieb gehen auf den am häufigsten genannten Entscheidungsgrund persönlicher Eindruck nicht ein. Auch kommen sie zu uneinheitlichen Schlüssen, für welche Personengruppe der Entscheidungsgrund Perspektiven besonders relevant ist. Es bedarf zusätzlicher Studien, um die Ergebnisse zu überprüfen und ihre statistische Verteilung in größeren Bevölkerungsgruppen zu untersuchen sowie eine belastbare, ganzheitliche Theorie zur Ausbildungswahl zu entwickeln.
Neue Systeme für triphile, fluorkohlenstofffreie Blockcopolymere in Form von Acrylat-basierten thermoresponsiven Blockcopolymeren sowie Acrylat- bzw. Styrol-basierten Terblock-Polyelektrolyten mit unterschiedlich chaotropen Kationen des jeweiligen polyanionischen Blocks wurden entwickelt. Multikompartiment-Mizellen, mizellare Aggregate mit ultrastrukturiertem hydrophobem Mizellkern die biologischen Strukturen wie dem Humanalbumin nachempfunden sind, sollten bei der Selbstorganisation in wässriger Umgebung entstehen. Durch Verwendung apolarer und polarer Kohlenwasserstoff-Domänen anstelle von fluorophilen Fluorkohlenstoff-Domänen sollte erstmals anhand solcher triphilen Systeme nachgewiesen werden, ob diese in der Lage zur selektiven Aufnahme hydrophober Substanzen in unterschiedliche Domänen des Mizellkerns sind.
Mit Hilfe von sequentieller RAFT-Polymerisation wurden diese neuen triphilen Systeme hergestellt, die über einen permanent hydrophilen, eine permanent stark hydrophoben und einen dritten Block verfügen, der durch externe Einflüsse, speziell die Induzierung eines thermischen Coil-to-globule-Übergangs bzw. die Zugabe von organischen, hydrophoben Gegenionen von einem wasserlöslichen in einen polar-hydrophoben Block umgewandelt werden kann. Als RAFT-Agens wurde 4-(Trimethylsilyl)benzyl(3-(trimethylsilyl)-propyl)-trithiocarbonat mit zwei unterschiedlichen TMS-Endgruppen verwendet, das kontrollierte Reaktions-bedingungen sowie die molekulare Charakterisierung der komplexen Copolymere ermöglichte.
Die beiden Grundtypen der linearen ternären Blockcopolymere wurden jeweils in zwei 2 Modell-Systeme, die geringfügig in ihren chemischen Eigenschaften sowie in dem Blocklängenverhältnis von hydrophilen und hydrophoben Polymersegmenten variierten, realisiert und unterschiedliche Permutation der Blöcke aufwiesen.
Als ersten Polymertyp wurden amphiphile thermoresponsive Blockcopolymere verwendet. Modell-System 1 bestand aus dem permanent hydrophoben Block Poly(1,3-Bis(butylthio)-prop-2-yl-acrylat), permanent hydrophilen Block Poly(Oligo(ethylenglykol)monomethyletheracrylat) und den thermoresponsiven Block Poly(N,N‘-Diethylacrylamid), dessen Homopolymer eine LCST-Phasenübergang (LCST, engl.: lower critical solution temperature) bei ca. 36°C aufweist. Das Modell-System 2 bestand aus dem permanent hydrophilen Block Poly(2-(Methylsulfinyl)ethylacrylat), dem permanent hydrophoben Block Poly(2-Ethylhexylacrylat) und wiederum Poly(N,N‘-Diethylacrylamid). Im ternären Blockcopolymer erhöhte sich, je nach Blocksequenz und relativen Blocklängen, der LCST-Übergang auf 50 – 65°C. Bei der Untersuchung der Selbstorganisation für die Polymer-Systeme dieses Typs wurde die Temperatur variiert, um verschieden mizellare Überstrukturen in wässriger Umgebung zu erzeugen bzw. oberhalb des LCST-Übergangs Multikompartiment-Mizellen nachzuweisen. Die Unterschiede in der Hydrophilie bzw. den sterischen Ansprüche der gewählten hydrophilen Blöcke sowie die Variation der jeweiligen Blocksequenzen ermöglichte darüber hinaus die Bildung verschiedenster Morphologien mizellarer Aggregate.
Der zweite Typ basierte auf ein Terblock-Polyelektrolyt-System mit Polyacrylaten bzw. Polystyrolen als Polymerrückgrat. Polymere ionische Flüssigkeiten wurden als Vorlage der Entwicklung zweier Modell-Systeme genommen. Eines der beiden Systeme bestand aus dem permanent hydrophilen Block Poly(Oligo(ethylenglykol)monomethyletheracrylat, dem permanent hydrophoben Block Poly(2-Ethylhexylacrylat) sowie dem Polyanion-Block Poly(3-Sulfopropylacrylat). Die Hydrophobie des Polyanion-Blocks variierte durch Verwendung großer organischer Gegenionen, nämlich Tetrabutylammonium, Tetraphenylphosphonium und Tetraphenylstibonium.
Analog wurde in einem weiteren System aus dem permanent hydrophilen Block Poly(4-Vinylbenzyltetrakis(ethylenoxy)methylether), dem permanent hydrophoben Block Poly(para-Methylstyrol) und Poly(4-Styrolsulfonat) mit den entsprechenden Gegenionen gebildet. Aufgrund unterschiedlicher Kettensteifigkeit in beiden Modell-Systemen sollte es bei der Selbstorganisation der mizellarer Aggregate zu unterschiedlichen Überstrukturen kommen.
Mittels DSC-Messungen konnte nachgewiesen werden, dass für alle Modell-Systeme die Blöcke in Volumen-Phase miteinander inkompatibel waren, was eine Voraussetzung für Multikompartimentierung von mizellaren Aggregaten ist. Die Größe mizellarer Aggregate sowie der Einfluss externer Einflüsse wie der Veränderung der Temperatur bzw. der Hydrophobie und Größe von Gegenionen auf den hydrodynamischen Durchmesser mittels DLS-Untersuchungen wurden für alle Modell-Systeme untersucht. Die Ergebnisse zu den thermoresponsiven ternären Blockcopolymeren belegten , dass sich oberhalb der Phasenübergangstemperatur des thermoresponsiven Blocks die Struktur der mizellaren Aggregate änderte, indem der p(DEAm)-Block scheinbar kollabierte und so zusammen mit den permanent hydrophoben Block den jeweiligen Mizellkern bildete. Nach gewisser Equilibrierungszeit konnten bei Raumtemperatur dir ursprünglichen mizellaren Strukturen regeneriert werden. Hingegen konnte für die Terblock-Polyelektrolyt-Systeme bei Verwendung der unterschiedlich hydrophoben Gegenionen kein signifikanter Unterschied in der Größe der mizellaren Aggregate beobachtet werden.
Zur Abbildung der mizellaren Aggregate mittels kryogene Transmissionselektronenmikroskopie (cryo-TEM) der mizellaren Aggregate war mit Poly(1,3-Bis(butylthio)-prop-2-yl-acrylat) ein Modell-System so konzipiert, dass ein erhöhter Elektronendichtekontrast durch Schwefel-Atome die Visualisierung ultrastrukturierter hydrophober Mizellkerne ermöglichte. Dieser Effekt sollte in den Terblock-Polyelektrolyt-Systemen auch durch die Gegenionen Tetraphenylphosphonium und Tetraphenylstibonium nachgestellt werden. Während bei den thermoresponsiven Systemen auch oberhalb des Phasenübergangs kein Hinweis auf Ultrastrukturierung beobachtet wurde, waren für die Polyelektrolyt-Systeme, insbesondere im Fall von Tetraphenylstibonium als Gegenion Überstrukturen zu erkennen. Der Nachweis der Bildung von Multikompartiment-Mizellen war für beide Polymertypen mit dieser abbildenden Methode nicht möglich. Die Unterschiede in der Elektronendichte einzelner Blöcke müsste möglicherweise weiter erhöht werden um Aussagen diesbezüglich zu treffen.
Die Untersuchung von ortsspezifischen Solubilisierungsexperimenten mit solvatochromen Fluoreszenzfarbstoffen mittels „steady-state“-Fluoreszenzspektroskopie durch Vergleich der Solubilisierungsorte der Terblockcopolymere bzw. –Polyelektrolyte mit den jeweiligen Solubilisierungsorten von Homopolymer- und Diblock-Vorstufen sollten den qualitativen Nachweis der Multikompartimentierung erbringen. Aufgrund der geringen Mengen an Farbstoff, die für die Solubilisierungsexperimente eingesetzt wurden zeigten DLS-Untersuchungen keine störenden Effekte der Sonden auf die Größe der mizellaren Aggregate. Jedoch erschwerten Quench-Effekte im Falle der Polyelektrolyt Modell-Systeme eine klare Interpretation der Daten. Im Falle der Modell-Systeme der thermoresponsiven Blockcopolymere waren dagegen deutliche solvatochrome Effekte zwischen der Solubilisierung in den mizellaren Aggregaten unterhalb und oberhalb des Phasenübergangs zu erkennen. Dies könnte ein Hinweis auf Multikompartimentierung oberhalb des LCST-Übergangs sein. Ohne die Informationen einer Strukturanalyse wie z.B. der Röntgen- oder Neutronenkleinwinkelstreuung (SAXS oder SANS), kann nicht abschließend geklärt werden, ob die Solubilisierung in mizellaren hydrophoben Domänen des kollabierten Poly(N,N‘-Diethylacrylamid) erfolgt oder in einer Mischform von mizellaren Aggregaten mit gemittelter Polarität.
Diese Arbeit ist im Bereich des Qualitätsmanagements (QM) in öffentlichen Organisationen zu verorten. Sie fragt konkret, welche Faktoren eine effektive Implementierung des QM-Systems Common Assessment Framework (CAF) in Deutschen Bundesbehörden beeinflussen. Auf der Basis des soziologischen Neo-Institutionalismus wurden Hypothesen zu möglichen Einflussfaktoren aufgestellt. Im Rahmen einer systematischen Fallauswahl wurden folgende Organisationen untersucht: das Bundeskartellamt, das Bundeszentralamt für Steuern sowie die Staatsbibliothek zu Berlin. Für den empirischen Teil dieser Arbeit wurden halbstrukturierte Leitfadeninterviews mit Experten der ausgewählten Organisationen geführt. Im Rahmen einer qualitativen Inhaltsanalyse wurden diese dann ausgewertet und mit einer „cross case synthesis“ nach Yin (2014) anschließend theoriegeleitet analysiert.
Es lassen sich letztendlich drei entscheidende Bedingungen für eine effektive CAF-Implementierung in Bundesbehörden ableiten: Zum einen die formale Unterstützung der jeweiligen Hausleitung, die eine aktive Rolle innerhalb des CAF-Projektes einnimmt und dabei auch alle mittleren Führungsspitzen zielführend mit einbinden sollte, beispielsweise durch die Übernahme der QM-Projektleitung. Zum anderen ist es für eine zielkohärente Handlungsweise aller Organisationsmitgliedern vonnöten, die verschiedenen Steuerungsinstrumente im Rahmen einer mittelfristigen Gesamtstrategie miteinander zu verzahnen und so formal zu institutionalisieren. Außerdem ist die formale Institutionalisierung einer QM-Einheit, nahe der Hausleitung außerhalb der Fachabteilungen angesiedelt, zu empfehlen. Es hat sich im Rahmen der untersuchten Fallbeispiele gezeigt, dass diese Einheiten ein größeres Potential aufweisen, sich zu QM- und CAF-Kompetenzzentren zu entwickeln und unnötige Arbeiten, die das CAF-Engagement der Mitarbeiterschaft schmälern würden, von eben jener fernzuhalten.
Durch diese Ergebnisse konnte die Arbeit zwei entscheidende Beiträge leisten: Die Forschungslandkarte der QM- und CAF-Forschung in öffentlichen Organisationen wies, speziell auf Bundesebene, vorab verschiedenste weiße Flecken auf, die von dieser Arbeit teilweise gefüllt werden konnten. Zum anderen ist es auf Basis dieser Forschungsarbeit nun möglich, Verwaltungspraktikern konkrete Handlungsempfehlungen an die Hand zu geben, wenn diese erstmals CAF in ihrer Organisation implementieren möchten oder bei einer schon erfolgten Einführung des QM-Instruments nachsteuern möchten.
Erneuertes Gestern?
(2016)
Arctic coastal infrastructure and cultural and archeological sites are increasingly vulnerable to erosion and flooding due to amplified warming of the Arctic, sea level rise, lengthening of open water periods, and a predicted increase in frequency of major storms. Mitigating these hazards necessitates decision-making tools at an appropriate scale. The objectives of this paper are to provide such a tool by assessing potential erosion and flood hazards at Herschel Island, a UNESCO World Heritage candidate site. This study focused on Simpson Point and the adjacent coastal sections because of their archeological, historical, and cultural significance. Shoreline movement was analyzed using the Digital Shoreline Analysis System (DSAS) after digitizing shorelines from 1952, 1970, 2000, and 2011. For purposes of this analysis, the coast was divided in seven coastal reaches (CRs) reflecting different morphologies and/or exposures. Using linear regression rates obtained from these data, projections of shoreline position were made for 20 and 50 years into the future. Flood hazard was assessed using a least cost path analysis based on a high-resolution light detection and ranging (LiDAR) dataset and current Intergovernmental Panel on Climate Change sea level estimates. Widespread erosion characterizes the study area. The rate of shoreline movement in different periods of the study ranges from −5.5 to 2.7 m·a⁻¹ (mean −0.6 m·a⁻¹). Mean coastal retreat decreased from −0.6 m·a⁻¹ to −0.5 m·a⁻¹, for 1952–1970 and 1970–2000, respectively, and increased to −1.3 m·a⁻¹ in the period 2000–2011. Ice-rich coastal sections most exposed to wave attack exhibited the highest rates of coastal retreat. The geohazard map combines shoreline projections and flood hazard analyses to show that most of the spit area has extreme or very high flood hazard potential, and some buildings are vulnerable to coastal erosion. This study demonstrates that transgressive forcing may provide ample sediment for the expansion of depositional landforms, while growing more susceptible to overwash and flooding.