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Röntgenographische Bestimmung der Elektronenverteilung in Kristallen VII. Die Elektronendichten im Diamantgitter und im Gitter des Siliciums
Authors: Göttlicher S. , Wölfel E. 
Published: October 2023

AbstractRöntgenintensitätsmessungen an feinteiligen Diamantpulvern führten auf Atomformamplituden des gebundenen Kohlenstoffatoms, die für die Interferenzen (111), (311), (400) und (331) beträchtlich von der glatten Kurve der auf Zimmertemperatur umgerechneten Atomformamplituden des freien Kohienstoffatoms abweichen. Die Atomformamplituden des gebundenen Siliciumatoms weichen für die Interferenzen (111), (400) und (331) in der gleichen Art von der glatten Kurve der Atomformaniplituden des freien Siliciumatoms ab. Unter Berücksichtigung der „verbotenen”︁ Interferenz (222) wurden für beide Gitter die Elektronenverteilungen in der Ebene xxz berechnet, wobei die Phase der verbotenen Interferenz (222) so gewählt wurde, daß die Elektronendichten in allen Gitterpunkten positiv sind. Die Elektronendichten in der Mitte der Verbindungslinie zweier nächster Nachbarn betragen im Diamantgitter 1,67 ± 0,01 El/Å3 und im Siliciumgitter 0,57 ± 0,04 El/Å3. Die Dichteverteilungen nach Hartree wurden ebenfalls berechnet. Die Differenzdichten Δϱ = ϱexp – ϱHartree zeigen in der Ebene xxz für beide Gitter eine bedeutende Ladungsverschiebung von 0,2 Elektronen in jede Bindung. Auf Grund dieser Ladungsverschiebungen sind die berechneten Elektronendichten in großen Entfernungen von den Atomschwerpunkten in beiden Gittern durchweg niedriger als die Dichten auf Grund des Hartree‐Modells.Die Elektronendichteverteilung im Diamantgitter wurde mit den wellenmechanisch berechneten Elektronendichten von Ewald und Hönl verglichen. Das Modell von Ewald und Hönl stellt eine bessere Näherung dar als das Hartree‐Modell mit den kugelsymmetrischen Ladungsverteilungen. Auf Grund dieses Vergleichs kommen wir zu folgendem Bild des Diamantgitters: Die Ladungszentren bilden ein Gitter vom Cristobalittyp. Den Siliciumatomen im SiO2‐Gitter entsprechen kugelsymmetrische Ladungsverteilungen der Rümpfe der Kohlenstoffatome. Diese Rumpfladungen enthalten außer den zwei K‐Elektronen noch 3,16 L‐Elektronen. Die Dichteverteilungen der K‐ und L‐Anteile werden angegeben. Den Sauerstoffatomen im Cristobalitgitter entsprechen im Diamantgitter axialsymmetrische Ladungsverteilungen in den Bindungen. In jeder dieser Ladungsverteilungen sitzen 0,42 Elektronen. Die From der Ladungsverteilungen wird angegeben.
Über Leitfähigkeitsmessungen im System ZrO2–MgO
Authors: Kauer E. , Klinger O. E. , Rabenau A. 
Published: October 2023

AbstractDie elektrische Leitfähigkeit von reinem ZrO2 sowie im System ZrO2–MgO wurde als Funktion der Temperatur im Bereich von 500–1500 °C gemessen. Ferner wurden Thermokraftmessungen durchgeführt, die in sämtlichen Fällen positive Ladungsträger anzeigen. Die Meßergebnisse bestätigen, daß die Leitfähigkeit – zumindest beim Sauerstoffpartialdruck der Luft – vorzugsweise von Sauerstofflücken getragen wird.Es wird gezeigt, daß bei Kenntnis des Leitungsmechanismus der Verlauf der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit als eine empfindliche Methode zur Verfolgung der hier vorkommenden Festkörperreaktionen benutzt werden kann und nicht nur Auskunft über die Phasenverhältnisse gibt, sondern auch einen Einblick in den zeitlichen Verlauf der Umsetzungen gestattet.
Messung der Druckabhängigkeit des Kirkendall‐Effektes am System In‐Tl
Authors: Heitkamp D. , Wagener K. 
Published: October 2023

AbstractZur näheren Kenntnis des noch keineswegs völlig geklärten Mechanismus des Kirkendall‐Effektes an metallischen Mischkristallsystemen wurden Diffusionsmessungen am System Indium‐Thallium ausgeführt. Insbesondere wurde der Einfluß eines hydrostatischen Druckes (bis 5400 atm) auf den zeitlichen Verlauf der Längenänderungen an verschweißten Kirkendall‐Diffusionsproben untersucht und parallel dazu die Druckabhängigkeit der Diffusion von In114 und Tl204 in dem entsprechenden Legierungsbereich gemessen. Die beobachtete Druckabhängigkeit des Kirkendall‐Effektes ist fast doppelt so groß wie der Einfluß des Druckes auf die Diffusion, der sich seinerseits für beide Komponenten in den Grenzen der Meßgenauigkeit nicht unterscheidet. Die Messungen sprechen dafür, daß der Kirkendall‐Effekt nicht allein durch Diffusion erklärt werden kann. Die Annahme weiterer Reaktionsschritte, die für den Ablauf des Kirkendall‐Effektes teilweise geschwindigkeitsbestimmend sein können, wird nahegelegt.
Bestimmung der Erstarrungsenthalpien von Metallen und Legierungen durch Differential‐Thermoanalyse
Authors: Heumann Th. , Predel B. 
Published: October 2023

AbstractDa in der Erstarrungsenthalpie von Legierungen neben den Erstarrungsenthalpien der reinen Komponenten noch die Mischungsenthalpie der flüssigen Mischphase enthalten ist, können durch Messung der Erstarrungsenthalpien die Mischungsenthalpien erhalten werden. Es wird eine Methode beschrieben, die auf dem Prinzip der Differential‐Thermoanalyse beruht und mit deren Hilfe es möglich ist, Erstarrungsenthalpien und damit die Mischungsenthalpien flüssiger metallischer Lösungen zu bestimmen. Die Eichung der Versuchsanordnung erfolgt auf elektrischem Wege, indem vor und nach dem Eintreten der Erstarrung mit Hilfe einer Heizwendel der Versuchsprobe eine bekannte Wärmemenge nach demselben Zeitgesetz zugeführt wird, nach welchem die Erstarrungswärme des Metalls frei wird. Die Brauchbarkeit des Verfahrens wurde durch Messung der Erstarrungsenthalpie des Cadmiums und durch Bestimmung der Mischungsenthalpie einer Ga‐Cd‐Legierung geprüft.
Der Kollektivparamagnetismus von mikrokristallinem γ‐Fe2O3
Authors: Knappwost A. , Stein H.‐D. 
Published: October 2023

AbstractAn durch Oxydation von Fe(CO)5‐Dampf bei Temperaturen zwischen 280°C und 600°C hergestellten γ‐Fc2O3‐Aggregationen von < 100 Å Linearausdehnung wird die kollektivparamagnetische Suszeptibilität als Funktion der magnetischen Feldstärke bestimmt. Aus der Gültigkeit des Curieschen Gesetzes über einen Temperaturbereich von > 400° folgt Konstanz der spontanen Magnetisierung Isp der Teilchen für den gleichen Temperaturbereich entgegen der Erwartung nach der Spinwellentheorie von Klein und Smith.Durch Kombination der Gleichungen für die Curie‐Gesetzmethode und die Argumentmethode ergibt sich das Volumen v und die spontane Magnetisierung isp der Bereiche. v ist praktisch unabhängig von der Bildungstemperatur des γ‐Fe2O3 [≈ (55 Å)3], während Isp wegen Abnahme der Gitterfehler mit dcr Bildungstemperatur ansteigt. Da ein Gang des Volumens mit der Bildungstemperatur fehlt, läßt sich die Mindestgröße der spontan magnetisierten Bereiche an auf diese Weise hergestellten Präparaten nicht bestimmen. Überraschenderweise sinkt mit den Gitterfehlern das resultierende magnetische Moment je Eisen‐Ion im Sinne zunchmender antiferromagnetischer Kompensation stark ab.
Infrarot‐spektroskopische Untersuchungen an Komplexisomeren
Authors: Briegleb G. , Delle H. 
Published: October 2023

AbstractEs werden ultrarotspektroskopische Messungen durchgeführt an festen Molekülverbindungen der Pikrinsäure mit aromatischen Aminen. Es ergeben sich zwei Verbindungstypen:

Salztypus mit Wasserstoffbrückenbindung, charakterisiert durch typische Salzbanden bei 3,45 und 3,9μ. (O2N)3‐C6H2O … +H3N‐C10H6‐Br.
Molekülverbindungstyp: HO‐(O2N)3‐C6H2 … C10H6‐Br, ‐NH2.

Das Ultrarotspektrum setzt sich im Bereich 2,5 bis 5 μ additiv aus dem der Komponenten zusammen. Umwandlungen vom Salz‐Wasserstoffbrücken‐Bindungstyp (1) in den Molekülverbindungstyp (2) konnten in bestimmten Fällen einer Komplexisomerie (Hertel) nachgewiesen werden am Verschwinden der Salzbanden und Auftreten der NH‐Valenzschwingungsfrequenzen bei 2,9 bis 3 μ.
Zur Wirkung von Alkali‐Promotoren auf Eisenkatalysatoren 1. Mitteilung: Strukturbeeinflussung gefällter Eisen(III)‐oxyde durch Promotoren und Temperung
Authors: Kölbel Herbert , Leuteritz Günter 
Published: October 2023

AbstractEs wird der Einfluß der Promotoren K2CO3 und Cu(NO3)2 bzw. CuO auf die Struktur von α‐Fe2O3 untersucht, das als Ausgangsprodukt für technische Eisenkatalysatoren Bedeutung hat.Kaliumcarbonat stabilisiert bei bestimmten Konzentrationen unter 1 Gew.‐% (bezogen auf Fe) allein und zusammen mit kleinen Mengen Cu(NO3)2 bzw. CuO (0,2 Gew.‐% Cu bezogen auf Fe) röntgenamorphe Zustände des Eisen(III)‐Oxyds. Dies macht sich in einer größeren thermischen Beständigkeit der ungeordneten Phase gegen Rekristallisation bemerkbar. Cu(NO3)2 bzw. CuO wirkt bei höheren Dotierungen (> 1 Gew.‐% Cu) entgegengesetzt und fördert damit die Kristallisation.
Über die Grenzflächenvorgänge beim Stoffaustausch zwischen Kohlendioxyd und einer unbewegten Flüssigkeit
Authors: Ilschner Bernhard 
Published: October 2023

AbstractEs wurden die Absorptions‐ und Desorptionsvorgänge zwischen CO2 als Gasphase und Wasser sowie Dekalin als flüssiger Phase untersucht. Ohne zusätzliche Rührung stellte sich bei Absorption ein konvektionsbedingter Sättigungsvorgang mit exponentiellem Zeitgesetz, bei Desorption ein reiner Diffusionsvorgang proportional zu √Dt ein. Bei zusätzlicher Rührung verlief auch die Desorption exponential, jedoch blieben erhebliche Unterschiede der Zeitkonstanten in beiden Austauschrichtungen bestehen. Dieses Verhalten wird durch die geringen Dichteunterschiede in der Lösung erklärt, welche mit einer empfindlichen Anordnung gemessen wurden. Die theoretische Erörterung und der Vergleich mit im Schrifttum enthaltenen Messungen des Stoff‐ und des Wärmeüberganges an anderen Systemen sprechen gegen die Annahme einer ständigen Erneuerung der freien Oberfläche durch Konvektion. Wahrscheinlich wird vielmehr die turbulente Diffusion (ähnlich wie an festen Wandungen) bei Annäherung an die Oberfläche so weit gedämpft, daß molekulare Diffusion innerhalb einer gewissen Grenzschicht den Hauptanteil des Stofftransportes übernimmt. Als Ursache für diese Oberflächenstabilität wird die Oberflächenenergie der Lösung, verstärkt durch grenzflächenaktive Verunreinigungen, angesehen.
Molekültuodellrechnungen mit elektronischen Rechenanlagen I. Theorie und Programmierung
Authors: Schmid Erich W. 
Published: October 2023

AbstractÜber ein “Iterationsverfahren zur Zuordnung von Molekülschwingungsspektren mit einer Anwendung auf die ebenen Schwingungen von Naphthalin” wurde bereits in einer früheren Arbeit1) berichtet. Inzwischen wurden mit der PERM2) eine Reihe von Modellrechnungen durchgeführt und dabei neue Erfahrungen gesammelt. Im folgenden soll darüber als Ergänzung der früheren Arbeit berichtet werden.
Spektroskopische Untersuchungen an Siliciumverbindungen. XI Die Raman‐ und IR‐Spektren linearer Methylpolysiloxane
Authors: Kriegsmann Heinrich 
Published: October 2023

AbstractDie Raman‐ und IR‐Spektren der Methylpolysiloxane (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]nSi(CH3)3, n = 1‐6, werden mitgeteilt und die Frequenzen den einzelnen Schwingungsformen zugeordnet. Unstimmigkeiten zwischen einzelnen bereits bekannten Ramanspektren werden diskutiert. Aus den Spektren werden die Valenz‐frequenzen der SiOSi‐Ketten abgetrennt. Sie lassen sich in zwei Gruppen teilen. Die eine Gruppe liegt zwischen ∼ 490 und 600 cm−1, also im Gebiet der symmetrischen SiOSi‐Valenzschwingung. Hier ist besonders eine sehr starke Ramanlinie charakteristisch. Im Gebiet der antisymmetrischen SiOSi‐Valenzschwingung (∼ 1030‐∼1090 cm−1) treten nur sehr intensive IR‐Banden auf. Die Spektren vier technischer Silikonöle zeigen die gleichen Merkmale.Der Einfluß der Kettenlänge auf die Spektren wird diskutiert. Aus den Kettenfrequenzen gebildete Mittelwerte sind über alle Verbindungen hinweg nahezu konstant.
Annäherungsabstände von Ionen in wäβriger Lösung aus der Linienbreite der magnetischen Kernresonanz
Authors: Hertz H. G. 
Published: October 2023

AbstractEs werden Meβergebnisse über die Konzentrationsabhängigkeit der Linienbreite der magnetischen Kernresonanzen von Brom (Br−79) und Jod (J−127) in verschiedenen wäβrigen Elektrolytlösungen mitgeteilt, in denen die gelösten Salze vollständig dissoziiert sind. Durchgemessen wurden die Lösungen der Bromide und Jodide von Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr und Ba.Dann werden Formeln abgeleitet, welche die Linienbreite sowohl im Grenzfall unendlicher Verdünnung als auch bei höheren Konzentrationen zu berechnen gestatten. Der Vergleich der berechneten mit den gemessenen Linienbreiten erlaubt es, Aussagen über den effektiven Annäherungsabstand zwischen dem Brom bzw. Jod‐Ion und den in der Lösung vorhandenen Kationen zu machen. Es folgen Zahlenwerte der minimalen effektiven Annäherungsabstände, die sich aus den experimentell erhaltenen Konzentrationsabhängigkeiten der Linienbreiten ergeben.
Zur Frage des überstöchiometrischen Sauerstoffs im Nickeloxyd; Teil I: Experimentelle Ergebnisse
Authors: Gossel Hartmut 
Published: October 2023

AbstractZur Auffindung einer Erklärung für das Auftreten unterschiedlicher Mengen überstöchiometrischen Sauerstoffs in verschieden hergestellten, jedoch gittergleichen Nickeloxyden wurden eingehende Untersuchungen (Sauerstoffadsorptionsmessungen, Oxydations‐ bzw. Reduktionswertbestimmungen) am Nickeloxyd‐Sauerstoffsystem durchgeführt. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen folgt, daß die Nichtstöchiometrie des Nickeloxyds — zumindest in ganz überwiegendem Umfang — eine Eigenschaft der Oberfläche bzw. der oberflächennahen Bereiche dieser Verbindung ist. Als Ursache für die unterschiedlichen Sauerstoffüberschußgehalte der Nickeloxyde ergab sich neben einem geringen Einfluß ihrer Sauerstoffbehandlungstemperatur nur der Unterschied ihrer Oberflächen.
Zur Berechnung der Spektren von symmetrischen Aromaten
Authors: Lemke Ralf 
Published: October 2023

AbstractDie Absorptionsmaxima der Elektronen‐Spektren von Acenen lassen sich durch P(2) und/oder M angeben. P(2/1) ist zur mathematischen Darstellung bei den Acenen weniger geeignet. Eine Solvatochromie der Acene, Phene und Starphene ist nachweisbar.
Elevated extracellular inorganic phosphate inhibits ecto‐phosphatase activity in breast cancer cells: Regulation by hydrogen peroxide
Authors: Lacerda‐Abreu Marco A. , Meyer‐Fernandes José R. 
Published: October 2023

AbstractFor cells to obtain inorganic phosphate, ectoenzymes in the plasma membrane, which contain a catalytic site facing the extracellular environment, hydrolyze phosphorylated molecules. In this study, we show that increased Pi levels in the extracellular environment promote a decrease in ecto‐phosphatase activity, which is associated with Pi‐induced oxidative stress. High levels of Pi inhibit ecto‐phosphatase because Pi generates H2O2. Ecto‐phosphatase activity is inhibited by H2O2, and this inhibition is selective for phospho‐tyrosine hydrolysis. Additionally, it is shown that the mechanism of inhibition of ecto‐phosphatase activity involves lipid peroxidation. In addition, the inhibition of ecto‐phosphatase activity by H2O2 is irreversible. These findings have new implications for understanding ecto‐phosphatase regulation in the tumor microenvironment. H2O2 stimulated by high Pi inhibits ecto‐phosphatase activity to prevent excessive accumulation of extracellular Pi, functioning as a regulatory mechanism of Pi variations in the tumor microenvironment.
Mistreatment with maggot therapy in diabetic foot ulcer causing an amputation
Authors: Babazadeh Arefeh , Ebrahimpour Soheil , Afshar Zeinab Mohseni , Mohammadnia Sara 
Published: October 2023

Key Clinical MessageMaggot therapy is one of the treatments used in diabetic foot ulcer management. But if we do not pay attention to the indications and contraindications of it, there might be a failure in the treatment.
Synthesis of Highly Functionalized Spirocycles and Pentafulvene‐Containing Dyes Involving 2‐(2′‐ketoalkyl)‐1,3‐indandiones
Authors: Mishra Gitanjali , Sasmal Mukesh , Chakraborty Arundhuti , Thirupathi Barla 
Published: October 2023

AbstractSynthesis of highly functionalized spiro[4.4]nonane and spiro[4.5]decane motifs by the reaction of dimethylacetylenedicarboxylate (DMAD) with 2‐(2′‐ketoalkyl)‐1,3‐indandiones and 2‐(3′‐ketoalkyl)‐1,3‐indandiones, respectively, has been developed by utilizing a catalytic amount of DABCO. The tertiary hydroxy‐containing spiro[4.4]nonane products were converted into fully conjugated pentafulvene π‐systems in an acidic medium through dehydration and unprecedented C−C bond rearrangement.
Phase split of gas–non‐Newtonian fluid two‐phase flow in a ψ‐shaped branching microchannel
Authors: Feng Kai , Yang Gang , Liu Jiaxin , Zhang Huichen 
Published: October 2023

AbstractAn experiment of phase split was conducted in a horizontal ψ‐shaped branching microchannel to study the phase distribution and pressure drop at the bifurcation. The pressure drop at the test section and the flow rates of the gas and liquid phases through the three branches were measured. The pressure drop gradients at the inlet and branches were predicted by the correlation based on the separated flow model. The critical condition for the split of the two‐phase flow was determined. The results showed that the gas phase separated from the side arm was more than the liquid phase. A uniform distribution could be achieved for the churn flow in water. Pressure drop occurred at the bifurcation of the side arm under the effect of the vortex in the liquid slug near the bubble nose; the pressure drop was much greater than that at the bifurcation of the run.
Clickable Glutathione‐Based Identification of Cysteine Glutathionylation
Authors: Matarage Don Nadee N. J. , Kukulage Dhanushika S. K. , Ahn Young‐Hoon 
Published: October 2023

AbstractClickable glutathione is a glutathione‐derived chemical probe designed to identify and analyze protein S‐glutathionylation, a major cysteine oxidation in redox signaling. An engineered glutathione synthetase mutant (GS M4) is used to synthesize clickable glutathione in cells or in vitro, which affords utility via click chemistry to detect, identify, and quantify glutathionylation on individual or global proteins in biochemical and mass spectrometric analyses. The clickable glutathione approach is valuable for the unequivocal identification of glutathionylated cysteines, among many reversible cysteine oxoforms, via the direct enrichment and detection of glutathionylated proteins or peptides. Clickable glutathione, in combination with GS M4, has demonstrated utility in the mass‐spectrometry‐based discovery and profiling of new proteins and cysteines for glutathionylation in cell lines in response to physiologic and oxidative stress. The approach is versatile and applicable to validating the glutathionylation of proteins and cysteines in other biochemical analysis beside mass spectrometry. Here, we describe the applications of clickable glutathione and provide detailed protocols for the identification, profiling, and detection of glutathionylated proteins and cysteines. © 2023 Wiley Periodicals LLC.Basic Protocol 1: Identification of glutathionylated cysteine in individual proteins in vitroBasic Protocol 2: Proteomic identification and quantification of glutathionylationBasic Protocol 3: Biochemical validation of glutathionylation in cells
Design Optimization of Gas Distribution System for Large‐Scale Capacity GaAs‐MOCVD
Authors: Yu Dayang , Shen Shengnan , Li Hui , Shen Wei 
Published: October 2023

AbstractIn the flexible photovoltaic (PV) industry, increment of the metal‐organic chemical vapor deposition (MOCVD) deposition zone is crucial to reducing the cost of ownership and increasing the power conversion efficiency (PCE). This implies that the larger closed coupled showerhead (CCS) of MOCVD system should be used in the manufacture of flexible gallium arsenide (GaAs) PV thin‐film solar cells. Currently, Aixtron Crius II is the largest commercial CCS reactor for GaAs deposition with 55 × 2 inches circular wafers. As the size of the carrier and showerhead increases, the deposition uniformity and gas flow stability become more difficult to control. To address these issues, previous studies have investigated the effects of geometric and process parameters of MOCVD on the vertical process gas inlet, with either a rotating carrier model represented by Veeco using high‐speed rotating carrier (Turbo Disc), and Aixtron using low‐speed rotating planetary carrier, or a horizontal process gas injector with a rotating carrier. However, these efforts have limited further capacity scale‐up. In this study, numerical simulations and fluid visualization experiments are conducted, based on previous research on thermal uniformity, for design optimization of a gas distribution system in a large square GaAs‐MOCVD reactor. The achieved reactor capacity is 36 × 4 inches square wafers in one process cycle, and the optimal average deposition rate and deposition uniformity of GaAs film are ≈0.430 µm min−1 and 0.93%, respectively.
Unraveling Propylene Oxide Formation in Alkali Metal Batteries
Authors: Stottmeister Daniel , Wildersinn Leonie , Maibach Julia , Hofmann Andreas , Jeschull Fabian , Groß Axel 
Published: October 2023

AbstractThe increasing need for electrochemical energy storage drives the development of post‐lithium battery systems. Among the most promising new battery types are sodium‐based battery systems. However, like its lithium predecessor, sodium batteries suffer from various issues like parasitic side reactions, which lead to a loss of active sodium inventory, thus reducing the capacity over time. Some problems in sodium batteries arise from an unstable solid electrolyte interphase (SEI) reducing its protective power e. g., due to increased solubility of SEI components in sodium battery systems. While it is known that the electrolyte affects the SEI structure, the exact formation mechanism of the SEI is not yet fully understood. In this study, we follow the initial SEI formation on a piece of sodium metal submerged in propylene carbonate with and without the electrolyte salt sodium perchlorate. We combine X‐ray photoelectron spectroscopy, gas chromatography, and density functional theory to unravel the sudden emergence of propylene oxide after adding sodium perchlorate to the electrolyte solvent. We identify the formation of a sodium chloride layer as a crucial step in forming propylene oxide by enabling precursors formed from propylene carbonate on the sodium metal surface to undergo a ring‐closing reaction. Based on our combined theoretical and experimental approach, we identify changes in the electrolyte decomposition process, propose a reaction mechanism to form propylene oxide and discuss alternatives based on known synthesis routes.