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The workflow of a high throughput screening setup for the rapid identification of new and improved sensor materials is presented. The polyol method was applied to prepare nanoparticular metal oxides as base materials, which were functionalised by surface doping. Using multi-electrode substrates and high throughput impedance spectroscopy (HT-IS) a wide range of materials could be screened in a short time. Applying HT-IS in search of new selective gas sensing materials a NO2-tolerant NO sensing material with reduced sensitivities towards other test gases was identified based on iridium doped zinc oxide. Analogous behaviour was observed for iridium doped indium oxide.
A solid-state amperometric hydrogen sensor based on a protonated Nafion membrane and catalytic active electrode operating at room temperature was fabricated and tested. Ionic conducting polymer-metal electrode interfaces were prepared chemically by using the impregnation-reduction method. The polymer membrane was impregnated with tetra-ammine platinum chloride hydrate and the metal ions were subsequently reduced by using either sodium tetrahydroborate or potassium tetrahydroborate. The hydrogen sensing characteristics with air as reference gas is reported. The sensors were capable of detecting hydrogen concentrations from 10 ppm to 10% in nitrogen. The response time was in the range of 10-30 s and a stable linear current output was observed. The thin Pt films were characterized by XRD, Infrared Spectroscopy, Optical Microscopy, Atomic Force Microscopy, Scanning Electron Microscopy and EDAX.
A multi-sensor system is a chemical sensor system which quantitatively and qualitatively records gases with a combination of cross-sensitive gas sensor arrays and pattern recognition software. This paper addresses the issue of data analysis for identification of gases in a gas sensor array. We introduce a software tool for gas sensor array configuration and simulation. It concerns thereby about a modular software package for the acquisition of data of different sensors. A signal evaluation algorithm referred to as matrix method was used specifically for the software tool. This matrix method computes the gas concentrations from the signals of a sensor array. The software tool was used for the simulation of an array of five sensors to determine gas concentration of CH4, NH3, H2, CO and C2H5OH. The results of the present simulated sensor array indicate that the software tool is capable of the following: (a) identify a gas independently of its concentration; (b) estimate the concentration of the gas, even if the system was not previously exposed to this concentration; (c) tell when a gas concentration exceeds a certain value. A gas sensor data base was build for the configuration of the software. With the data base one can create, generate and manage scenarios and source files for the simulation. With the gas sensor data base and the simulation software an on-line Web-based version was developed, with which the user can configure and simulate sensor arrays on-line.
Study of swift heavy ion modified conduction polymer composites for application as gas sensor
(2006)
A polyaniline-based conducting composite was prepared by oxidative polymerisation of aniline in a polyvinylchloride (PVC) matrix. The coherent free standing thin films of the composite were prepared by a solution casting method. The polyvinyl chloride-polyaniline composites exposed to 120 MeV ions of silicon with total ion fluence ranging from 1011 to 1013 ions/cm2, were observed to be more sensitive towards ammonia gas than the unirradiated composite. The response time of the irradiated composites was observed to be comparably shorter. We report for the first time the application of swift heavy ion modified insulating polymer conducting polymer (IPCP) composites for sensing of ammonia gas.
Functional testing and characterisation of ISFETs on wafer level by means of a micro-droplet cell
(2006)
A wafer-level functionality testing and characterisation system for ISFETs (ionsensitive field-effect transistor) is realised by means of integration of a specifically designed capillary electrochemical micro-droplet cell into a commercial wafer prober-station. The developed system allows the identification and selection of “good” ISFETs at the earliest stage and to avoid expensive bonding, encapsulation and packaging processes for nonfunctioning ISFETs and thus, to decrease costs, which are wasted for bad dies. The developed system is also feasible for wafer-level characterisation of ISFETs in terms of sensitivity, hysteresis and response time. Additionally, the system might be also utilised for wafer-level testing of further electrochemical sensors.
Ziel und Inhalt dieser Arbeit ist das Design eines Harlekin-Charakters und die Darstellung seiner Ausdrucksskala. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Studium der Gesichtsmuskeln, ihrer Formensprache und ihrer Relation zu den 6 Grundemotionen Traurigkeit, Ärger, Angst, Freude, Ekel und Überraschung (nach dem Modell von Paul Ekman). Alle 6 Emotionen sind in verschiedenen Intensitätsgraden und Variationen behandelt, wobei die Emotion der Freude aufgrund ihrer engen Bindung zum Harlekin-Charakter vergleichsweise umfassender bearbeitet wurde. Das Endergebnis stellt eine Bildreihe von ca. 50 Ausdrücken und eine Abhandlung über Gesichtsmuskulatur und -ausdruck, dessen Relation zu den Emotionen und den Hintergrund des Harlekincharakters dar. Die Illustrationen wurden unter Verwendung der 3D-Technologie von Maya 7.0 und ZBrush 2.0 ausgeführt.
Institute 20 Jahre "Summer School Renewable Energy" Personen Prof. Dr.rer.nat. Dr.h.c. Gisela Engeln-Müllges geht in den Ruhestand Fachhochschul-Rektor Prof. Hermann-Josef Buchkremer geht in den Ruhestand Forschung "Badekultur in der Renaissance" Studenten an der Fachhochschule bauen Mini-Satellit Service Start von Cmpus, HIS QIS und neuem Webdesign "Join the best" - MLP bietet neue Chancen auf internationale Spitzenpraktika Forschungsergebnisse werden weltweit sichtbar Menschen an der FH Ein Bild entsteht zuerst im Kopf - die Diplom-Fotografin Jeanne Püttmann FH Aachen als Sprungbrett in luftige Höhen - Silke Lotties Auch mit 100 noch Flugbenzin im Blut! - Aachener Flugpionier Richard Perlia Zwischen Marathon und Studium - Angela Müller Einer der ersten Absolventen des Masterstudiengangs Facility Management - Mike Müller Aus den Fachbereichen Naturwissenschaften zum Anfassen: Lehrer zeigen hohe Motivation DIPLOMA 2005 - Derspringendepunkt Neue "Welten" erleben - Studierende beginnen ihren Auslandsaufenthalt Endlich der Sieg: Bauingenieure erfolgreich in der Wertung Bootskonstruktion Viele Fragen werden am Info-Tag Wirtschaftswissenschaften beantwortet Alumni Erster "Luft- und Raumfahrt" - Absolventenkongress Ein halbes Jahrhundert Bauingenieure Personalinfo Honorarprofessor Dr. Peter Lelkes Prof. Dr.-Ing. Günther Dahl Prof. Klaus Endrikat Prof. Dr.-Ing. Alexander Boeminghaus Prof. Dr. Narendra Bansal jetzt Rektor in Indien
Der Helium-Neon-Laser
(2003)
Die Ausbildung in Hochtechnologien wie beispielsweise der Mikrosystemtechnik ist oft durch einen hohen Grad an Komplexität charakterisiert. Damit verbunden sind hohe Kosten für die Errichtung und den Betrieb der speziellen Laborräume und ihre häufig geringe Verfügbarkeit für die Studierenden. Zukünftige Ingenieure sammeln während ihrer Ausbildung aus diesen Gründen nur in beschränktem Umfang praktische Erfahrungen. Die Industrie hingegen fordert Personal mit hoher fachlicher Kompetenz, also fundiertem theoretischen Wissen und umfangreichen praktischen Kenntnissen. Dieser Diskrepanz – qualifizierte Ingenieure auf der einen Seite und eine eher theoretisch ausgerichtete Ausbildung auf der anderen Seite – wird mit einem neuen Blended-Learning-Konzept für MST-Technologiepraktika begegnet. Lernende werden über ein virtuelles Labor, das einen echten Reinraum mit realen Anlagen simuliert, intensiv auf reale Laborpraktika vorbereitet. Dabei geht es im virtuellen Labor gleichermaßen um die Vermittlung von Theorie und Praxis. Nur trainierte Teilnehmer mit einer intensiven Vorbereitung sind in der Lage, relativ eigenständig ein echtes MST-Bauteil innerhalb des anschließenden einwöchigen Laborkurses zu fertigen. Die Wirksamkeit des Konzeptes und die Steigerung des Lernerfolges durch die kombinierten virtuellen und realen Laborkurse wurden im Rahmen der Dissertation begleitend untersucht. Die Ergebnisse flossen direkt in die Weiterentwicklung der Technologiepraktika ein. Die Konzepte und Erkenntnisse sind zudem sehr interessant für die Entwicklung von Blended-Learning-Angeboten in ähnlichen oder anderen Fachgebieten sowie für weitere Bildungseinrichtungen. <b>(Die Dissertation liegt hier in 2 Fassungen vor: Die Originalfassung ist nur bei guter Rechnerausstattung und guter Netzanbindung nutzbar, die konvertierte Fassung ist unverändert, allerdings sind Qualitätseinbußen beim Ausdruck einiger Grafiken möglich)</b>
Cement augmentation is an emerging surgical procedure in which bone cement is used to infiltrate and reinforce osteoporotic vertebrae. Although this infiltration procedure has been widely applied, it is performed empirically and little is known about the flow characteristics of cement during the injection process. We present a theoretical and experimental approach to investigate the intertrabecular bone permeability during the infiltration procedure. The cement permeability was considered to be dependent on time, bone porosity, and cement viscosity in our analysis. In order to determine the time-dependent permeability, ten cancellous bone cores were harvested from osteoporotic vertebrae, infiltrated with acrylic cement at a constant flow rate, and the pressure drop across the cores during the infiltration was measured. The viscosity dependence of the permeability was determined based on published experimental data. The theoretical model for the permeability as a function of bone porosity and time was then fit to the testing data. Our findings suggest that the intertrabecular bone permeability depends strongly on time. For instance, the initial permeability (60.89 mm4/N.s) reduced to approximately 63% of its original value within 18 seconds. This study is the first to analyze cement flow through osteoporotic bone. The theoretical and experimental models provided in this paper are generic. Thus, they can be used to systematically study and optimize the infiltration process for clinical practice.
An optimization method is developed to describe the mechanical behaviour of the human cancellous bone. The method is based on a mixture theory. A careful observation of the behaviour of the bone material leads to the hypothesis that the bone density is controlled by the principal stress trajectories (Wolff’s law). The basic idea of the developed method is the coupling of a scalar value via an eigenvalue problem to the principal stress trajectories. On the one hand this theory will permit a prediction of the reaction of the biological bone structure after the implantation of a prosthesis, on the other hand it may be useful in engineering optimization problems. An analytical example shows its efficiency.
This work is an attempt to answer the question: How to use convex programming in shakedown analysis of structures made of materials with temperature-dependent properties. Based on recently established shakedown theorems and formulations, a dual relationship between upper and lower bounds of the shakedown limit load is found, an algorithmfor shakedown analysis is proposed. While the original problem is neither convex nor concave, the algorithm presented here has the advantage of employing convex programming tools.
The structural reliability with respect to plastic collapse or to inadaptation is formulated on the basis of the lower bound limit and shakedown theorems. A direct definition of the limit state function is achieved which permits the use of the highly effective first order reliability methods (FORM) is achieved. The theorems are implemented into a general purpose FEM program in a way capable of large-scale analysis. The limit state function and its gradient are obtained from a mathematical optimization problem. This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, the computing time, and the numerical error, leading to highly effective and precise reliability analyses.
Ziel war die technische Überarbeitung und Optimierung des vorliegenden Prototypen, um eine Basis für ein E-Learning System (Internet unterstütztes Lernen) zu schaffen. Zu diesem Zweck wurde das Programm der Robotersteuerung neu erstellt, notwendige mechanische Änderungen an Roboterequipment und Materialförderung vorgenommen sowie eine neue Internet-Anbindung geschaffen. Wesentliche Ergebnisse der Arbeit sind: • Erzeugen roboterbasierter kreisinterpolierter Bahnschweißnähte • Kommunikation des Lernsystems via Internet • Lernorientierte Steuerungssoftware