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Bifunctional Molecule for Highly Efficient Green Perovskite Light‐Emitting Diodes
Authors: Li Xin , Guo Runda , Peng Chencheng , He Zhiyuan , Zhu Xiangyu , Chen Ben , Sun Liang , Chen Jiangshan , Wang Lei
Published: August 2023

Quasi‐2D perovskites have emerged as a promising material for the fabrication of perovskite light‐emitting diodes (PeLEDs) owing to their excellent photoelectronic properties. The realization of efficient PeLEDs relies critically on the effective energy transfer and radiation recombination in quasi‐2D perovskites. However, the performance of PeLEDs is hindered by the disordered distribution of n‐values and a large number of surface defects in quasi‐2D perovskites, which significantly impacts their practical application and further development. Herein, a passivation strategy utilizing the bifunctional additive sodium hexafluorophosphate (NaPF6) is proposed. The introduction of PF6− anions substantially inhibits the formation of low‐n phases, which can accelerate the effective energy transfer within the quasi‐2D perovskites. Furthermore, the lone electron pairs in PF6− anions can pair with the uncoordinated Pb2+ cations of perovskites to passivate defects. As a result, the champion green PeLED modified with NaPF6 exhibits a remarkable external quantum efficiency (EQE) of 20.13% and a current efficiency (CE) of 67.54 cd A−1, which represents a significant improvement compared with the 11.26% EQE and the CE of 37.38 cd A−1 of the control sample.
Effects of historical agricultural crops on the soil microbiome of a living agricultural museum in the Sonoran Desert
Authors: Touceda‐Suárez María , Cowan Dena , Rockey Emily , Barberán Albert
Published: August 2023

Although soil has been a central piece in agricultural knowledge for most of recorded history, introductions of exotic plant assemblages can produce loss of soil quality, especially in more fragile ecosystems such as drylands. Here, we investigate the impact of indigenous and introduced plant assemblages associated with ethno‐agricultural traditions of Tucson, AZ, on soil microbial communities using 16S rRNA gene (bacteria and archaea) and internal transcribed spacer region (fungi) metabarcoding. We found differences in soil microbial community diversity and composition across plant assemblages associated with ethno‐agricultural traditions. However, we found the largest community structure differences between managed cultivated plots and not cultivated desert soils. Managed cultivated plots were characterized by higher diversity (23% increment for bacteria/archaea, and 40% for fungi) and a higher abundance of nitrifying bacteria (19% higher) and cellulolytic bacteria (39% higher) relative to minimally disturbed plots, suggesting higher rates of decomposition and nitrogen cycling. Given the observed influence of management on soil microbial communities, we conclude that efforts to build arid‐specific sustainable agricultural solutions would benefit from the use of adapted plants that require minimal management.
Proton exchange membrane water electrolysis at high current densities: Response time and gas‐water distribution
Authors: Bai Jinhao , Li Zifeng , Zhang Jingchang , Guan Xiaoping , Yang Ning
Published: August 2023

Understanding the distribution of oxygen in proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is crucial for improving electrolysis efficiency and gas removal. In this study, we developed a two‐dimensional (2D) transient model that couples the Euler–Euler multiphase model with electric potential equations to investigate two‐phase flow in PEMWE. Our simulation reveals that the system's response time initially decreases and then increases with current density, indicating longer response times at high current densities. Modifying the wetting properties of the porous transport layer (PTL) affects gas removal at low gas holdup, resulting in a maximum 15% decrease in gas holdup. However, at high gas holdup, the flow field in the channel predominantly governs bubble removal, making changes in PTL wetting properties less influential. With increasing gas production rate, an inverse gradient distribution of gas saturation appears, leading to uneven gas saturation and hindering efficient oxygen removal. This non‐uniform gas saturation adversely affects electrolysis performance.
Nanocarrier‐Based Drug Delivery Systems using Microfluidic‐Assisted Techniques
Authors: Alam Md. Kowsar
Published: August 2023

Nanocarrier‐mediated drug delivery in life science and patient care is now highly recognized and has gained significant traction in pharmaceuticals for clinical applications. Besides, the incorporation of microfluidic technology for the synthesizing and delivery of nanocarriers facilitates preclinical drug testing under biomimicking physiological conditions, which further increases the prospect of nanocarrier drug delivery systems in clinical use. Indeed, an inherent amenability of microfluidics shows fine‐tuned manipulation and controlled release of nanocarrier drugs in a spatiotemporal manner. The progress of microfluidic‐assisted potential drug delivery platforms is reviewed and summarized with a focus on factors determining the design of novel nanodrug delivery microfluidic systems, on‐chip functionalization and synthesis mechanisms of nanodrugs, and stimulation‐responsive and organ‐specific drug delivery platforms, including different challenges associated with developing platforms in benchtop research that hinder platforms’ clinical translation. Moreover, the commercial scenario and prospects of the microfluidic nanodrug delivery platforms are evaluated, and further predictive suggestions are provided for developing multitargeting microfluidic/organ‐on‐a‐chip nanodrug delivery platforms and overcoming the challenges associated with commercialization. This review recognizes that although numerous reports have reinforced the promise of microfluidic nanodrug delivery platforms, much remains to be done in lab and benchtop works to realize it in clinical practice through commercialization.
Monitoring the Cascade of Tumor‐specific Immune Response in vivo via Chemoenzymatic Proximity Labeling
Authors: Liang Chao , He Jiaqi , Zhao Xin , Hong Jie , Ma Xianbin , Mao Mingchuan , Nie Weidong , Wu Guanghao , Dong Yuping , Xu Wei , Huang Lili , Xie Hai‐Yan
Published: August 2023

Monitoring the highly dynamic and complex immune response remains a great challenge owing to the lack of reliable and specific approaches. Here, we develop a strategy to monitor the cascade of tumor immune response through the cooperation of pore‐forming alginate gel with chemoenzymatic proximity‐labeling. A macroporous gel containing tumor‐associated antigens, adjuvants, and pro‐inflammatory cytokines is utilized to recruit endogenous DCs and enhance their maturation in vivo. The mature DCs are then modified with GDP‐fucose‐fucosyltransferase (GDP‐Fuc‐Fuct) via the self‐catalysis of fucosyltransferase (Fuct). Following the migration of the obtained Fuct‐DCs to the draining lymph nodes (dLNs), the molecular recognition mediated interaction of DCs and T cells leads to the successful decoration of T cells with GDP‐Fuc‐azide through the Fuct catalyzed proximity‐labeling. Therefore, the activated tumor‐specific T cells in dLNs and tumors can be identified through bioorthogonal labeling, opening up a new avenue for studying the immune mechanism of tumors in situ.
77 % Photothermal Conversion in Blatter‐Type Diradicals: Photophysics and Photodynamic Applications
Authors: Ji Yu , Moles Quintero Sergio , Dai Yasi , Marín‐Beloqui Jose M. , Zhang Hanjun , Zhan Qian , Sun Fanxi , Wang Dongsheng , Li Xiangkun , Wang Zhiyi , Gu Xinggui , Negri Fabrizia , Casado Juan , Zheng Yonghao
Published: August 2023

Diradicals based on the Blatter units and connected by acetylene and alkene spacers have been prepared. All the molecules show sizably large diradical character and low energy singlet‐triplet gaps. Their photo‐physical properties concerning their lowest energy excited state have been studied in detail by steady‐state and time‐resolved absorption spectroscopy. We have fully identified the main optical absorption band and full absence of emission from the lowest energy excited state. A computational study has been also carried out that has helped to identify the presence of a conical intersection between the lowest energy excited state and the ground state which produces a highly efficient light‐to‐heat conversion of the absorbed radiation. Furthermore, an outstanding photo‐thermal conversion 77.23 % has been confirmed, close to the highest in the diradicaloid field. For the first time, stable diradicals are applied to photo‐thermal therapy of tumor cells with good stability and satisfactory performance at near‐infrared region.
Polypeptide composition of major oilseed proteins and functional properties of extracted protein products: A concise review
Authors: Aluko Rotimi E.
Published: August 2023

Oilseeds are grown mainly for their oil content but the residues (meals) that remain after defatting are excellent sources of plant protein ingredients. However, to serve as useful ingredients, the extracted proteins must meet industry expectations in terms of functional performance. Protein functionality is influenced by structural conformation, amino acid composition, type of polypeptides, presence of non‐protein materials (carbohydrates, lipids, and polyphenols), which in turn can be modified by the extraction method. Defatted oilseed meals are extracted mostly through the pH shift method, which involves alkaline solubilization followed by acid‐induced protein precipitation at the isoelectric point. A less popular method is called the protein micellar mass whereby the oilseed meal proteins are extracted with a NaCl solution, which is later diluted to reduce the ionic strength to a level where the proteins are no longer soluble and hence precipitate. A third method utilizes carbohydrases and phytases to first digest non‐protein materials from the oilseed meal into smaller units that are then removed by membrane ultrafiltration to leave behind a protein‐rich extract. These methods produce mainly two types of isolated oilseed proteins, concentrates (60%–89% protein content) and isolates (≥90% protein content), which can differ in terms of their protein conformation, solubility, and functionality as food ingredients. Therefore, this review provides an overview of the extraction and isolation as well as structural and functional properties of soybean, peanut, canola, hemp seed, sunflower, and sesame seed proteins.
High‐Performance Thermoelectric Devices Made Faster: Interface Design from First Principles Calculations
Authors: Ayachi Sahar , Park Sungjin , Ryu Byungki , Park SuDong , Mueller Eckhard , de Boor Johannes
Published: August 2023

The enormous progress achieved with high‐performance thermoelectric materials has yet to be implemented in high‐performance devices. The bottleneck for this is the material‐specific design of the interface between the thermoelectric material and the electrical connections, particularly identifying suitable contacting electrodes. This has mainly been empirical, slowing down device maturation due to the vast experimental space. To overcome this, an electrode pre‐selection method based on first‐principles electronic structure calculations of charged defect formation energies is established in this work for the first time. Such method allows to predict thermoelectric leg degradation due to impurity diffusion from the electrode into the thermoelectric material and formation of charge carrier traps, causing a majority carrier compensation and performance deterioration. To demonstrate the feasibility of this approach, the charged point defect formation energies of relevant metal electrodes with Mg2(Si,Sn) are calculated. Five hundred ten defect configurations are investigated, and the interplay between intentional doping and electrode‐induced point defects is predicted. These predictions are compared with Seebeck microprobe measurements of local carrier concentrations near the Mg2(Si,Sn)‐electrode interface and a good match is obtained. This confirms the feasibility of electrode screening based on defect formation energy calculations, which narrows down the number of potential electrodes and accelerates device development.
How Data Gaps in Rulemaking Affect Water Affordability
Authors: Berahzer Stacey Isaac , Clements Janet , Betts Jonathan , Sheridan Claire
Published: August 2023

Key Takeaways

Water affordability is a critical issue for many households, especially those in smaller communities with relatively high per‐household treatment costs compared with larger systems.

New regulations can increase utility costs, exacerbating affordability issues; small systems and their customers may have difficulty paying to accommodate these new rules.

Significant data gaps show that the water industry needs more—and more accurate—data related to managing drinking water contaminants and paying for infrastructure improvements.

A 2021 study explored analyses that could help regulators better understand and address affordability challenges.
Optimization of biomass saccharification processes with experimental design tools for2Gethanol production: a review
Authors: Bernardi Aline V. , Gerolamo Luis E. , Dinamarco Taisa Magnani , Tapia‐Blácido Delia Rita
Published: August 2023

The current energy scenario has encouraged the replacement of carbon sources with renewable sources. Second‐generation (2G) ethanol production from lignocellulosic material or agroindustrial biomass involves a three‐step process consisting of pretreatment, saccharification and fermentation. Enzymatic saccharification is the most critical step for recovering fermentable sugars from biomass. Many factors such as pretreatment, enzyme load, pH, temperature, substrate and surfactant concentrations, and reaction time, among others, can affect biomass saccharification. In this sense, different design of experiment (DoE) tools together with response surface methodology (RSM) have been used as a viable strategy to determine how factors influence saccharification and to optimize this process. The strategy involves fewer experiments, less time and lower cost. This review summarizes how DoE and RSM tools have been used to optimize biomass saccharification. Moreover, an overview of the main experimental design tools used in this field is provided.
Kinetik der kathodischen Wasserstoffentwicklung
Authors: Knorr C. A.
Published: August 2023

Es werden einige wesentliche Teilvorgänge der kathodischen Wasserstoffabscheidung besprochen, durch deren Hemmung die Wasserstoffüberspannung bedingt sein kann und einige Folgerungen erörtert, die unter bestimmten Voraussetzungen über den jeweiligen Zustand der Elektrodenoberfläche und den Ablauf der Teilschritte gezogen werden können.
Reactions of Metal Ions at Mercury Electrodes in Fused Salts
Authors: Randles J. E. B. , White W.
Published: August 2023

The electrochemical discharge at mercury electrodes of nickel and other metal ions dissolved in fused alkali metal salts has been studied by measuring the alternating current impedance of the electrodes. For nickel ion specific rate constants have been calculated and the effect on the rate constant of adding water, potassium chloride and bromide to the fused salt has been examined. The transfer coefficient for the nickel ion discharge reaction has been measured using a special stationary mercury drop electrode.
Optische Untersuchungen der Diffusionsschicht und der hydrodynamischen Grenzschicht an belasteten Elektroden
Authors: Ibl N. , Müller R.
Published: August 2023

Die natürliche Konvektion bei der Elektrolyse wurde nach zwei optischen Methoden untersuche. Die Konzentrationsverteilung in der Diffusionsschicht wurde interferometrisch bestimmt und die Strömungsgeschwindigkeiten mit Hilfe einer Suspension von Kolophonium gemessen. Das Konzentrationsprofil weist häufig auffallende Abweichungen von der Theorie auf (Vorhandensein eines Maximums im Kathodenfilm, eines Minimums im Anodenfilm). Die Bedingungen, bei denen die Extremalwerte im Konzentrationsverlauf vorkommen, wurden näher untersucht. Ihre Ursachen konnten an Hand der durchgeführten Versuche abgeklärt werden.

Der abnormale Konzentrationsverlauf ist eng verknüpft mit einer Rückströmung, welche an der Kathode von oben nach unten erfolgt und welche das Bild der hydrodynamischen Grenzschicht grundlegend verändert.
Über die bei verschiedenen stationären Überspannungswerten auf Edelmetallelektroden adsorbierten, mittels Ladekurven bestimmbaren Wasserstoffmengen
Authors: Breiter M. , Knorr C. A. , Völkl W.
Published: August 2023

Mit Hilfe von anodischen Stromimpulsen wird von verschiedenen Vorpolarisationen aus der Spannungsverlauf im Gebiet zwischen Wasserstoff‐ und Sauerstoffentwicklung an den Edelmetallelektroden Platin, Iridium, Rhodium und Gold in 2nH2SO4 bei Wasserstoff‐ und Stickstoffbespülung in Abhängigkeit von der die Elektrode durchfließenden Elektrizitätsmenge oszillographisch aufgenommen. Der sich dabei ergebende gut reproduzierbare Kurvenzug läßt bekanntlich auf die Menge des adsorbierten Wasserstoffs bzw. Sauerstoffs schließen. Dabei wird durch systematische Variation der Vorpolarisation die dem jeweiligen stationären Zustand entsprechende adsorbierte Wasserstoffmenge für die verschiedenen Metalle ermittelt.
Zur Frage der Passivität beim Chrom
Authors: Heumann Theo , Rösener Wolfgang
Published: August 2023

In logarithmischer Darstellung zeigen die Strom‐Potential‐Kurven bei anodischer Polarisation von Chrom in Chromsäure‐Kaliumchromat‐Lösungen geradlinigen Verlauf. Die Abweichungen bei höheren Strömen können mit Hilfe der Titrationskurve von Kaliumchromat mit Chromsäure als sekundäre Polarisationswirkungen erklärt werden. Das Potential ist strengpH‐abhängig, was beweist, daß am elektrochemischen Vorgang der Auflösung des Chroms (Chromatbildung) OH‐Ionen beteiligt sind. Aus dem exponentiellen Ansatz für den anodischen Strom, in welchem auch die OH‐Ionenkonzentration berücksichtigt ist. ergibt sich, daß das Chrom in der Passivschicht dreiwertig vorliegt und beim Übergang in den sechswertigen Zustand 2 OH‐Ionen benötigt. Aus diesem Ergebnis folgt, daß folgender Auflösungsmechanismus anzunehmen istEine Passivschicht der Zusammensetzung CrOOH dürfte plausibel sein. Sie kann durch unmittelbare Oxydationswirkung der Chromsäure auf das im aktiven Zustand zweiwertig in Lösung gehende Chrom gebildet werden. Die Dauer der Passivierungszeit gibt einen Hinweis auf monomolekulare Bedeckung der Oberfläche.

Der oben genannte Ansatz gestattet, eine Aktivierungsenergie zu berechnen, die in diesem Fall in der Größen‐ordnung von 31 kcal je Mol liegt und über deren Sinn zu diskutieren ist.
The Mechanism of Leveling during the Electrodeposition of Nickel in the Presence of Organic Compoundsa–d)
Authors: Leidheiser Henry
Published: August 2023

In the electrodeposition of nickel from the Watts bath, to which organic compounds were added, the rate of scratch‐filling increased with an increase in the polarization of the cathode. In a commercial nickel plating bath the rate of leveling increased as: a) the pH was increased, b) the current density was decreased, c) the temperature was increased, and d) the width of the scratch was decreased at constant depth. An explanation for leveling based on the migration of nickel ions or nickel atoms over the surface was proposed.
Die Wasserstoffelektrode als zweifache Elektrode
Authors: Nagel K. , Wendler F.
Published: August 2023

Da an der kathodischen Entwicklung von Wasserstoff zwei verschiedene Elektrodenreaktionen, nämlich

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beteiligt sein können, ist es zweckmäßig, die Wasserstoffelektrode als eine 1,2fache Elektronenelektrode anzusehen. Stromlos besteht elektrochemisches Doppelgleichgewicht und Gleichgewicht für die Binnenreaktion IIH+ IIH− → IIH2O. Dementsprechend wird die Wasserstoffelektrode als Beispiel einer solchen Doppelgleichgewichtselektrode systematisch behandelt, behandelt, und zwar die thermodynamischen Eigenschaften in Abschn. 2, die Kinetik in Abschn. 3. Insbesondere werden die Beziehungen zwischen den stationären Elektrodenreaktionsströmen Jα und Jβ, dem Gesamtstrom J, der Polarisation Δg der Elektrode und den Überspannungen Δgα und Δgβ der Elektrodenreaktionen besprochen. Für den Sonderfall der reinen Konzentrationsüberspannung werden stationäre Strom‐Polarisations‐Kurven abgeleitet und mit den experimentellen Kurven verglichen (Abschn. 4). Auch verwickeltere Elektrodenvorgänge lassen sich in den systematischen Überblick einordnen und leichter überschauen (Abschn. 5).
Das anodische Verhalten des Nickels in Schwefelsäure. II
Authors: Landsberg R. , Hollnagel M.
Published: August 2023

Die Beobachtungen über das anodische Verhalten des Nickels in Schwefelsäure zeigen, daß einerseits die Transportvorgänge für den Eintritt der Passivität maßgeblich sind, andererseits auch die Vorbehandlung einen Einfluß ausübt. Neuere Messungen konnten beide Einflüsse wiederum bestätigen. Der Vorgang der Passivierung wird als anodische Oxydation der Elektrodenoberfläche aufgefaßt. Nur ein Teil der Elektrodenoberfläche ist anodisch aktiv; der Rest bedeckt sich wahrscheinlich mit einer sauerstoffhaltigen Primärverbindung. Bei Vorbehandlung des Nickels bei verschiedenen Temperaturen ändert sich die effektive anodisch aktive Gesamtfläche. Nachdem der pH‐Wert genügend gestiegen ist, wird an den noch freien Stellen die Passivschicht gebildet, und Sauerstoffentwicklung setzt ein. Für die Abweichungen bei hohen Stromdichten und das Minimum der Passivierbarkeit bei mittleren Säurekonzentrationen können Deutungsmöglichkeiten gegeben werden.
Über makroskopische und röntgenographische Dichtemessungen an Silber‐Zink‐Legierungen im Hinblick auf das Diffusionsverhalten
Authors: Heumann Th. , Wicke Werner
Published: August 2023

Auf Grund von Diffusionsuntersuchungen in der β‐Phase des Systems Ag—Zn war eine beträchtliche Fehlordnung im Gitter dieser kubisch‐raumzentrierten Phase zu erwarten. Durch Vergleich von Röntgendichten und makroskopischen Dichten, die an Proben aus den gleichen Schmelzchargen von Zimmertemperatur bis zu 700 °C gemessen wurden, ergibt sich, daß in der β‐Phase Zwischengitterplätze besetzt sind, da die Röntgendichte kleiner ist als die makroskopische Dichte. Die Zahl der Zwischengitteratome wächst mit steigendem Zinkgehalt, und zwar von ∼ 0,3% bei 44 At‐% Zn auf ∼ 1% bei 52 At‐% Zn. Mit derselben prozentualen Änderung steigt der Diffusionskoeffizient in gleicher Richtung an. Die Kenntnis der Dichte erlaubt es, einige Unstimmigkeiten zu beseitigen, die bei der Auswertung von Diffusionsversuchen aufgetreten waren.

Bei den im α‐Gebiet (∼ 34 At‐% Zn) und im γ‐Gebiet (∼ 60 At‐% Zn) liegenden Proben, sowie bei reinem Zn wird ebenfalls eine, wenn auch geringere, Belegung von Zwischengitterplätzen beobachtet. Reines Ag und die im Bereich der ϵ‐Phase liegenden Legierungen weisen eine etwas höhere Röntgendichte gegenüber der makroskopischen auf.
Experimentelle Befunde am passiven Eisen
Authors: Weil K. G.
Published: August 2023

Es werden Experimente mitgeteilt, die zeigen, daß in sauren Lösungen die Passivität durch eine Oxydschicht hervorgerufen wird, die dem Elektrolyten gegenüber sehr stabil ist. Die Bildung oder, Zersetzung dieses Oxydes erfolgt bei einem charakteristischen Potential Ef = 0,58 — 0,06 PH (V). Das Oxyd muß elektronen‐leitend sein und die gesamte Oberfläche dicht bedecken. Seine Schichtdicke ist eine Funktion des Elektrodenpotentials.

In alkalischen Lösungen wird auch dieses Oxyd gebildet, aber seine Bildung erfolgt nicht bei einem festem Potential, sondern innerhalb eines gewissen Potentialbereiches. Innerhalb dieses Bereiches ändert sich die Zusammensetzung der Oxydschicht, bis schließlich am Fladepotential eine konstante Zusammensetzung erreicht wird, die gleich der des Passivoxyds in sauren Lösungen ist.
Ein Beitrag zur Kenntnis der Passivität, beschrieben durch Zeit‐Potential‐Kurven eines 18/8‐Chromnickelstahles in Schwefelsäure und in destilliertem Wasser
Authors: Carius Carl
Published: August 2023

Es wurde gezeigt, daß durch anodische Polarisation aktiver 18/8‐Chromnickelstähle in siedender 20% iger Schwefelsäure (4n‐Säure) als Elektrolyt ein Zustand der Passivität erzwungen werden kann, der durch positiv am Stahl sich einstellende Potentiale und durch hohe Resistenz in siedender 20% iger Säure sich selbst überlassener Stähle gekennzeichnet ist. Die am Stahl zur Ausbildung gelangenden Potentiale stellen sich hierbei auf + 0,480 bis + 0,520 Volt bei Luftausschluß, auf + 0,680 bis + 0,800 Volt unter Sauerstoff‐atmosphäre ein. Als Kennzahl für die Widerstandsfähigkeit kann hierbei der nach 1185stündiger Versuchsdauer erhaltene Gewichtsverlust in Höhe von 0,005 g/m2h gelten.

Es konnte nachgewiesen werden, daß kathodische Polarisation im Bereich vom Ruhepotential (+ 0,750 Volt) bis + 0,200 Volt und bei der Stromdichte 10−6 Amp/cm2 keine Reduktionseffekte und somit auch keine Aktivierung der passiven Stäble verursacht. Ihr elektrochemisches und korrosionschemisches Verhalten wird unter der angewendeten kathodischen Belastung nicht beeinflußt. Die Erzielung der mitgeteilten Effekte wurde durch kurzdauernde anodische Polarisation des aktiven Stahles bei Potentialen oberhalb + 0,750 Volt erreicht.

Es konnte ferner gezeigt werden, daß die in destilliertem Wasser an elektrochemisch sowie auch durch chemische Mittel passivierten Stählen sich einstellenden Potentiale ihrer Größenordnung nach dem reversiblen Potential des Sauerstoffs in neutralem salzfreiem Wasser unter einer Atmosphäre Sauerstoffdruck entsprechen. Blankes Platin zeigt demgegenüber nach gleicher Vorbehandlung Potentialdepressionen, die sich im vorliegenden Fall durch Auftreten einer Potentialdifferenz in der Größe von etwa 150 Millivolt gegenüber dem Stahlpotential kennzeichneten.
Relaxationsuntersuchungen zum Studium der molekularen Vorgänge in Hochpolymeren
Authors: Wolf K. A.
Published: August 2023

Im vorliegenden Referat werden zwei untereinander nur lose in Beziehung stehende Themen behandelt, die beide in der Literatur über Relaxationserscheinungen bei makromolekularen Stoffen Bedeutung erlangt haben. Es ist dies einmal der Versuch, das Relaxationszeitspektrum theoretisch abzuleiten und aus Experimenten zu ermitteln (I) und zweitens der Versuch, rein empirisch durch Messung von Modul‐, Dielektrizitätskonstante‐ oder Verlustkurven an systematisch in ihrer Struktur variierten Stoffen Gesichts‐punkte über Gesetzmäßigkeiten und Ursachen molekularer Vorgänge in Hochpolymeren zu gewinnen (II). Es erscheint im Interesse einer auch nur einigermaßen vollständigen Darstellung angebracht, eine gewisse Heterogenität in Kauf zu nehmen und im Rahmen dieses Referates beide Themen zu behandeln, wobei der Referent allerdings auf Grund eigener Erfahrungen im wesentlichen im zweiten Teil stärker ins Einzelne gehende neuere Ergebnisse bespricht.
Dielektrische Relaxation in verdünnter Lösung von Hydroxyl‐Verbindungen
Authors: Hanna F. F. , Klages G.
Published: August 2023

Die Absorptionsgröße ϵ″ ist für eine Reihe von Hydroxylverbindungen in sehr verdünnter Benzollösung bei 20°C zwischen 60 und 0,7 cm Wellenlänge gemessen. Um einen Überblick über die Relaxationszeitverteilung zu bekommen, werden die gemessenen Absorptionskurven durch eine Überlagerung von zwei Debye‐Kurven dargestellt, wobei die kürzere Relaxationszeit mit der rotatorischen Eigenbeweglichkeit der OH‐Gruppe in Verbindung gebracht wird. Zu ihr gehört bei aliphatischer Bindung der Gruppe eine anteilmäßig größere Dispersionsstufe als in Phenolen und Naphtholen, bei denen sich der Dipol vornehmlich durch Rotation des ganzen Moleküls umorientiert.
Chemische Relaxation im Redox‐Gleichgewicht Chinon‐Hydrochinon
Authors: Diebler H. , Eigen M. , Matthies P.
Published: August 2023

In alkalischer Lösung reagieren Chinon (Q) und Hydrochinon (zweifach ionisiert: Q=) unter Bildung von p‐Benzo‐semichinon (als Anion: Q−˙):

Spektralphotometrische Untersuchungen mit einer Strömungsanordnung lieferten für K den Wert 4,7 (22°C, Ionenstärke 0,1 m) und bestätigten gleichzeitig die monomere Struktur des Reaktionsprodukts. Da in alkalischer Lösung unter ständiger Verschiebung des Gleichgewichts Nebenreaktionen mit OH− ablaufen, war es erforderlich, die Absorptionsmessungen unmittelbar (etwa 10−2 sec) nach Bildung des Semichinon‐Radikals vorzunehmen. Das in dieser Weise aufgenommene Absorptionsspektrum des Semichinon‐Anions ist durch zwei scharfe, eng benachbarte Banden charakterisiert. Die Hauptbande hat ihr Maximum bei 430 mμ mit einem Extinktionskoeffizienten von 7,4 · 103 1/mol · cm (Halbwertsbreite 30 bis 40 mμ). Untersuchungen über die Geschwindigkeit der Radikalbildung wurden mit Hilfe der Temperatursprung‐Relaxationsmethode durchgeführt. Aus den gemessenen Zeitkonstanten (τ = 40 bis 110 μsec) und dem an Hand des Reaktionsschemas errechneten Ausdruck für die Relaxationszeit ergab sich:

k12 = 2,6 · 108 1/mol · sec,

k21 = 7 · 107 1/mol · sec (11°C, Ionenstärke 0,1 m).
Berechnung der Gitterschwingungen und der thermodynamischen Funktionen von Ionenkristallen mit homöopolarem Bindungsanteil (Spektrum und thermodynamische Funktionen von AgCl)
Authors: Schäfer K. L. , Ludwig H.
Published: August 2023

In Weiterführung einer früheren Arbeit über das Schwingungsspektrum eines reinen Ionenkristalls und der daraus folgenden Größe der thermodynamischen Funktionen werden nun Kristalle behandelt, deren Bausteine außer durch Coulomb‐Kräfte durch Kräfte zusammengehalten werden, die denen in Metallen und Valenzkristallen nahekommen. Kräfte der letzten Art sind im allgemeinen keine Zentralkräfte, die lediglich vom Teilchenabstand abhängen und in der Richtung der Verbindungslinie der Teilchen wirken, sondern Kräfte bzw. Energien, die durch die Volumengröße der Elementarzelle bestimmt werden. Diese Volumenkräfte wirken sich auf die Longitudinalwellen voll aus, während sie keinen nennenswerten Einfluß auf die Transversalwellen besitzen. Die Beziehungen für den Verlauf des akustischen und optischen Zweiges der longitudinalen und transversalen Wellen werden aufgestellt, aus denen dann ebenso wie in der vorangehenden Arbeit die thermodynamischen Funktionen durch Integration über das gesamte Spektrum erhalten werden.

Es zeigt sich, daß der AgCl‐Kristall ein solcher unter Mitberücksichtigung von Volumenkräften gebildeter Festkörper ist, dessen Kräftepotential aus der Gitterenergie, dem Kristallgitterabstand usw. erhalten werden kann und dessen thermodynamische Funktionen sich praktisch innerhalb der Fehlergrenzen des Experiments aus der entwickelten Theorie gewinnen lassen.
Thermodynamics and Defect Chemistry of Some Oxide Solid Solutions Part III. Defect Equilibria and the Formalism of Pair Interactions
Authors: Driessens F. C. M.
Published: August 2023

This paper is concerned with intrinsic disorder, deviations from stoichiometry and substitutional disorder in ionic solids and solid solutions. The assumptions are made that the distribution of ions over the sites of any sublattice is random and that the free enthalpy of the solids is the sum of (a) the “standard” free enthalpy of the ions and vacancies, (b) pair interactions between the ions and vacancies, and (c) the configurational entropy term. Proof is given that in such solids and solid solutions the standard free enthalpy of each defect equilibrium is a linear function of all compositional and disorder parameters, which is due to the pair interactions.

A comparison is made with some experimental data given in the literature. In particular, solid solutions of two isostructural oxides are considered, which show substitutional disorder of the type of exchange of unlike cations between unlike sites. Numerous literature data about cation distribution over different sublattices in spinels, garnets, barium ferrites and orthopyroxenes are compiled. They agreed with the theoretical equations and the values of the apparent pair‐interaction energies were considerable. The applicability of the assumptions and the nature of these pair interactions are discussed.
Ultraviolettabsorptions‐ und lumineszenzspektroskopische Untersuchungen an N‐Aroylcarbazolen
Authors: Zander M.
Published: August 2023

Die Ultraviolettabsorptions‐ und Lumineszenzspektren von N‐Methyl‐carbazol, 2.3‐Benzo‐carbazol und den N‐Acetyl‐, Benzoyl‐ und β‐Naphthoyl‐Derivaten der Heterocyclen wurden gemessen. Die N‐Aroyl‐Verbindungen zeigen π,π*‐Phosphoreszenz, aber keine Fluoreszenz. Dies wird mit einem intramolekularen Energieübertragungsmechanismus, an dem n, π*‐Zustände beteiligt sind, erklärt. Der signifikante Unterschied in den Phosphoreszenzspektren von N‐Benzoyl‐ und N‐(β‐Naphthoyl)‐carbazol wird in ähnlicher Weise gedeutet. Ein besonders eindeutiges Beispiel für intramolekulare Triplettenergieübertragung wird beim 1‐Naphthyl‐9‐carbazyl‐methan angetroffen.
Ordnungszustände und Umwandlungserscheinungen in Polymeren
Authors: Stuart H. A.
Published: August 2023

Eine große Anzahl von makromolekularen Stoffen können im kristallinen oder teilkristallinen Zustand vorliegen. Wichtige Strukturmerkmale sind die Gitterstruktur, die Struktur der fehlgeordneten Bereiche sowie die übermolekulare Ordnung, die sogenannte Textur dieser Stoffe. Mit der Struktur des aus kristallographischen Daten ermittelten Idealkristalls eng verknüpft sind die Gleichgewichtskonformationen der Kettenmoleküle und eine Reihe von Physikalischen Eigenschaften des Polymeren. Die Endgruppen der Molekülketten sowie Unregelmäßigkeiten der Kettenstruktur verursachen eine Vielzahl von typischen Gitterfehlern. Umfangreiche Untersuchungen, die zum Teil an Polymereinkristallen durchgeführt wurden, lieferten wichtige Ergebnisse in bezug auf die Gitterstruktur, Gitterfehler, übermolekulare Ordnugszustände, die Struktur der Kristallitgrenzflächen sowie der fehlgeordneten Bereiche. Die Diskussion der Umwandlungserscheinungen zeigt, daß die Kettenstruktur der Moleküle im Hinblick auf die übermolekulare Ordnung und die gegenseitige Anordnung der kristallinen und nichtkristallinen Bereiche einen breiten Schmelzbereich oder Überhitzungserscheinungen zur Folge hat. Außerdem treten unterhalb des Schmelzpunktes auch charakteristische Rekristallisationserscheinungen auf. Es werden Experimente besprochen, aus denen hervorgeht, daß die bei amorphen Stoffen auftretende Glasumwandlung auch in den nichtkristallinen Bereichen der teilkristallinen Stoffe zu beobachten ist.
Röntgenographische Untersuchungen der Ordnungszustände in Polymeren
Authors: Hosemann Rolf
Published: August 2023

Die Röntgenklein‐ und ‐weitwinkelstreuung liefert Informationen über flüssigkeitsartige Gitterstörungen parakristalliner Bereiche und über die räumliche Anordnung dieser Bereiche zueinander. Polyäthylen eignet sich besonders als Modellsubstanz. Die Kristallbereiche haben senkrecht zur Kettenrichtung um so kleinere Durchmesser, je größer die parakristallinen Störungen sind. Die Molekülstruktur gleicht einer zweidimensionalen Flüssigkeit. Dies gilt für schmelzkristallisiertes Material, aus Lösungen gezüchtete Einkristalle und kalt und heiß verstrecktes Material, wobei in der genannten Reihenfolge die Mosaikblöckchen kleiner, die Störungen größer werden. Je nachdem entstehen Sekundärstrukturen nematischen oder mehr smektischen Charakters. Die Mosaikblöckchen in Einkristallen zeigen eine Art von Gleichgewichtsform, aus der sich einen hohe Kinkenkonzentration in den Korngrößen errechnen läßt.
Studies on the Structure Change of Polymer Solids by the Fluorescence Methods
Authors: Nishijima Yasunori
Published: August 2023

The molecular orientation behavior and molecular motions in polymer solids were investigated utilizing the photoluminescence phenomena. The basic principles of the fluorescence methods were given and the unique features of those methods were discussed with examples of application in the study of the structure of polymer solids. From the angular distribution of the polarized components of fluorescence emitted from the specimen the molecular orientation patterns were ascertained. Examples were given for molecular orientation patterns observed during the deformation of films of polyvinylalcohol and polypropylene. The molecular motions of the relaxation time in the range of 10−12 sec to 10−6 sec were studied using the lifetime of excitation of fluorescent molecules as the reference time scale. The molecular motions in polyethylene melts were investigated by the rotational depolarization of fluorescence. The multiple transitions in polystyrene and polyvinylalcohol were studied by introducing fluorescent molecules capable of internal rotation. The application of excimer emission phenomenon in the study of molecular structure was also discussed.
Zur Kinetik der Kristallisation von Copolymeren
Authors: Nachtrab G. , Zachmann H. G.
Published: August 2023

Für Copolymere aus Äthylen und Vinylacetat verschiedener Zusammensetzung wurden Bildung und Wachstum von Sphärolithen untersucht und mit Äthylen‐Homopolymeren verglichen. Bis zu einem Vinylacetat‐Gehalt von 17 Gew.‐% waren gut ausgebildete Sphärolithe zu beobachten, an denen das radiale Wachstum zeitlich verfolgt werden konnte. Im Gegensatz zu den Homopolymeren war die Wachstumsgeschwindigkeit bei den Copolymeren nicht konstant, sondern nahm mit zunehmendem Sphärolithradius ab. Dieser Effekt wurde mit einer laufenden Veränderung der Zusammensetzung der Schmelze infolge eines Ausschlusses nichtkristallisierender Moleküle aus den Sphärolithen gedeutet. Die spezifischen freien Oberflächenenthalpien eines sekundären Keimes erwiesen sich als unabhängig von der Zusammensetzung der Copolymeren.
Doppelbrechung und Nahordnung von amorphen gummielastischen Stoffen
Authors: Schwarz J.
Published: August 2023

Der Einfluß von Temperatur und Quellung auf die Spannungs‐Doppelbrechung von Elastomeren entspricht nicht der statistischen Theorie, muß aber beim Vorliegen einer Nahordnung in der gefundenen Weise erwartet werden.

Es wird gezeigt, wie mit der Annahme einer Nahordnung sowie einer Kettenlängenverteilung das Spannungs‐Dehnungs‐Verhalten ungequollener Elastomerer, das ebenfalls von der statistischen Theorie abweicht, erklärt werden kann.
Biogalvanische Aluminium‐Sauerstoff‐Zellen
Authors: Weidlich E. , Wenzel M. , Richter G. , Sturm F. V.
Published: August 2023

Die Reaktion von metallischem Aluminium und dem in der Körperflüssigkeit gelosten Sauerstoff wird in der hier beschriebenen biogalvanischen Zelle zur elektrochemischen Stromerzeugung ausgenutzt. In einer Doppelkammerzelle befindet sich die Aluminiumanode in der Mitte und ist durch beidseitige Elektrolyträume von zwei Kohlesauerstoffkathoden getrennt. Um unliebsame Gewebsreaktionen zu vermeiden, ist die Zelle gegen den Stoffaustausch mit der Umgebung abgekapselt. Lediglich der Sauerstoffzutritt wird durch die körperfreundliche Silastikmembran ermöglicht, die die Kathoden überzieht. An der Anode ist der gleichmäßige Abtrag des Aluminiums das wesentliche Problem. Der Einfluß von Legierungszusätzen und Oberflächenbehandlung auf Lochfraßbildung und Passivierung war zu untersuchen. Ladungsverluste durch Wasserstoffentwicklung am Aluminium ließen sich durch Oberflächenbehandlung verringern. Unter günstigen Bedingungen blieben die Verluste unter 1%. Versuche in vitro unter körperähnlichen Bedingungen ergaben eine Leistung von 240 μW bei einer Zellspannung von 750 mV und einem Lastwiderstand von 2,35 kω.

Beim Test in vivo leistet die Zelle 200 μW, was für das Betreiben eines Herzschrittmachers ausreichend ist. Die Lebensdauer im Tierversuch ist noch zu verbessern. Die Zelle hat die Form und Größe einer Taschenuhr (12,4 cm3) und wiegt 31 g. Die Aluminiummenge ist darin für eine Betriebszeit von 10 Jahren vorgegeben.
Phase Separation Phenomena in Ternary Systems and Selective Solvation (II)
Authors: Benter G. , Schneider H.
Published: August 2023

The phase separation temperatures of binary solvent systems can be measurably changed through the addition of small amounts of electrolytes. A relation between the shift of the coexistence curve to higher or lower temperatures and the solvation of electrolytes was investigated for the system acetonitrile‐water. The phase separation temperature was raised by addition of a homoselective solvated electrolyte the ions of which are preferentially surrounded by one component of the solvent mixture. This was proved for electrolytes being preferentially solvated by acetonitrile (e.g., silver picrate) or extensively hydrated (sodium benzoate). On the other hand, the region of immiscibility is shifted to lower temperatures, if cation and anion are not preferentially solvated by the same component. Experiments have been made for the different possibilities of heteroselective solvation (silver benzoate, sodium picrate).
International case series of metastasis to penis
Authors: Youssef Irini , Elst Laura , Watkin Nick , de Vries Hielke Martijn , Brouwer Oscar , Protzel Chris , Ayres Benjamin , Albersen Maarten , Spiess Philippe E. , Johnstone Peter A. S.
Published: August 2023

Penile metastases are rare, with about 400 reported via case reports or small series. Under such circumstances coherent data about their behaviour may not be possible given vagaries of publication. For instance, one published meta‐analysis has proposed that malignant priapism contributes to worse survival, but this may be due to selection bias in published reports. We sought to evaluate clinical characteristics associated with survival in an international cohort of patients with metastases to the penis treated in major genitourinary cancer programmes.
Fe3O4 nanozyme coating enhances light‐driven biohydrogen production in self‐photosensitized Shewanella oneidensis‐CdS hybrid systems
Authors: Wang Yuelei , Liu Yuqi , Zhao Na , Wang Jueyu , Yang Yue , Cui Daizong , Zhao Min
Published: August 2023

Solar‐driven biohybrid systems that produce chemical energy are a valuable objective in ongoing research. However, reactive oxygen species (ROS) that accompany nanoparticle production under light radiation severely affect the efficiency of biohybrid systems. In this study, we successfully constructed a two‐hybrid system, Shewanella oneidensis‐CdS and S. oneidensis‐CdS@Fe3O4, in a simple, economical, and gentle manner. With the Fe3O4 coating, ROS were considerably eliminated; the hydroxyl radical, superoxide radical, and hydrogen peroxide contents were reduced by 66.7%, 65.4%, and 72%, respectively, during light‐driven S. oneidensis‐CdS hydrogen production. S. oneidensis‐CdS@Fe3O4 showed a 2.6‐fold higher hydrogen production (70 h) than S. oneidensis‐CdS. Moreover, the S. oneidensis‐CdS system produced an additional 367.8 μmol g‐dcw−1 (70 h) of hydrogen compared with S. oneidensis during irradiation. The apparent quantum efficiencies of S. oneidensis‐CdS and S. oneidensis‐CdS@Fe3O4 were 6.2% and 11.5%, respectively, exceeding values previously reported. In conclusion, a stable nanozyme coating effectively inhibited the cytotoxicity of CdS nanoparticles, providing an excellent production environment for bacteria. This study provides a rational strategy for protecting biohybrid systems from ROS toxicity and contributes to more efficient solar energy conversion in the future.
Opportunities and Challenges for Anaerobic Digestion of Farm Dairy Effluent
Authors: Nleya Yvonne , Young Brent , Nooraee Eeman , Baroutian Saeid
Published: August 2023

The current non‐circular and non‐regenerative approaches to farm dairy waste management have spurred a search for alternatives. Anaerobic digestion of the waste to collect biogas and digestate products is an option with significant potential for reducing the farm's environmental footprint and generating additional revenue. Although much research exists on the anaerobic digestion of dairy manure, there is a lack of detailed understanding of the challenges faced with farm dairy effluent (FDE). In addition, most existing studies lack key data, such as the on‐farm process cost. Therefore, the main aim of this review is to highlight these challenges and offer new insights into possible state‐of‐the‐art solutions The conventional methods of FDE disposal are critically compared to anaerobic digestion for economic, environmental, and technical feasibility. The paper also extends into a case study where a preliminary techno‐economic assessment showed that in New Zealand, $2.3 million would be required to set up a farm anaerobic digestion plant with a 900‐cow capacity. This information can aid decision‐making on policies for farm technologies.
Variation of Clasper Scent Gland Composition of Heliconius Butterflies from a Biodiversity Hotspot
Authors: Ehlers Stephanie , Blow Rachel , Szczerbowski Daiane , Jiggins Chris , Schulz Stefan
Published: August 2023

Male Heliconius butterflies possess two pheromone emitting structures, wing androconia and abdominal clasper scent glands. The composition of the clasper scent gland of males of 17 Heliconius and Eueides species from an overlapping area in Ecuador, comprising three mimicry groups, was investigated by GC/MS. The chemical signal serves as an anti‐aphrodisiac signal that is transferred from males to females during mating, indicating the mating status of the female to prevent them from harassment by other males. In addition, the odour may also serve in predator defence. There is potential for convergence driven by mimicry, although, such convergence might be detrimental for species recognition of the butterflies within the mimicry ring, making mating more difficult. More than 500 compounds were detected, consisting of volatile, semi‐volatile or non‐volatile compounds, including terpenes, fatty acid esters or aromatic compounds. Several novel esters were identified by GC/MS and GC/IR data, microderivatisation and synthesis, including butyl (Z)‐3‐dodecenoate and other (Z)‐3‐alkenoates, 3‐oxohexyl citronellate and 5‐methylhexa‐3,5‐dienyl (E)‐2,3‐dihydrofarnesoate. The secretions were found to be species specific, potentially allowing for species differentiation. Statistical analysis of the compounds showed differentiation by phylogenetic clade and species, but not by mimicry group.
IgG4‐related retroperitoneal fibrosis: A case report of a challenging disease
Authors: Farook Saika , Jilani Md. Shariful Alam , Islam Md. Kamrul , Rahman Shamima , Ashraf Rumana , Mendiratta Naval , Rawal Sudhir Kumar
Published: August 2023

Immunoglobulin G4 (IgG4)‐related disease (IgG4‐RD) is a multi‐organ immune‐mediated fibroinflammatory disorder that may imitate malignancy, infectious or any other inflammatory disorder. IgG4‐related retroperitoneal fibrosis (IgG4‐RPF) is a rare form of IgG4‐RD, diagnosis of which is often relied on radiological technology. Herein, we describe a case of 60 year old male, presenting with low back pain and weight loss for a period of 2 months and 15 days. Imaging studies showed a retroperitoneal tumorous mass along with bilateral hydroureteronephrosis, which was later confirmed to be IgG4‐related retroperitoneal fibrosis on the basis of extensive histopathological analysis. Immunosuppressive therapy resulted in a decrease in fibrosis and restoration of renal function.
Synthesis of Catalysts Containing Mixed Oxides of Mo‐V‐Cu‐W to Produce Acrylic Acid: A Comparison between Hydrothermal Synthesis and Coprecipitation
Authors: Fantim Wellina Missassi , Rocha Poço João Guilherme , Derenzo Silas
Published: August 2023

Mixed oxides of Mo‐V‐W‐Cu were prepared by three different synthesis methods, namely, evaporation (EV), hydrothermal treatment (TH), and evaporation, followed by hydrothermal treatment (EV‐TH). The catalyst samples were characterized by X‐ray diffraction (XRD) and fluorescence (XRF), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and N2 adsorption/desorption techniques. Subsequently, their catalytic performance was evaluated for the oxidation of acrolein to obtain acrylic acid. The results revealed that the composition of the crystalline phases of the mixed oxide catalysts influences their catalytic performance, and this effect varies depending on the synthesis method. The catalysts synthesized by EV‐TH showed better catalytic results than catalysts synthesized solely via EV or TH methods. This improvement may be attributed to the higher content of vanadium oxides found in the samples of EV‐TH, along with the formation of V0.35Mo4.65O14 as the predominant crystalline phase.