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In response to the Covid-19 pandemic, those responsible for cleaning and hygiene in the healthcare sector have joined forces with the Hospitality Management Competency Group to form a network and, in a co-creation process, have developed cleaning standards for cleaning patient and residential rooms during Covid-19 isolation. The standards are available free of charge as training videos for hospitals and as guidelines for long-term institutions.

U radu je opisana primjena biljnih uređaja kao alternativnog tehnološkog rješenja za pročišćavanje različitih tipova otpadnih voda. Opisani su osnovni tipovi biljnih uređaja te su navedene njihove prednosti i nedostaci. Dane su informacije o mehanizmima i procesima kojima se iz sirove otpadne vode uklanjaju različite onečišćujuće tvari. Rad sumarizira i nova saznanja vezana uz razvoj i unapređenje biljnih uređaja s više od 50 referenci koje mogu poslužiti kao osnova za daljnja istraživanje u tom području te moguću komercijalnu primjenu. Prema objavljenim rezultatima istraživanja navedeni su podaci o njihovoj učinkovitosti u smanjenju ulaznog opterećenja otpadnih voda. Također, navode se čimbenici koji su presudni za održiv i učinkovit rad biljnih uređaja, poput ispravnog odabira močvarne vegetacije i supstrata te drugih bitnih parametara kao što je dubina vode/supstrata, hidrauličko vrijeme zadržavanja i hidraulička brzina unosa te način distribucije otpadne vode kroz uređaj., The paper describes the implementation of constructed wetlands as an alternative technological solution for treating different waste water types, including the advantages and disadvantages of the main constructed wetlands types. The information on the mechanisms and processes for different pollutant type removal from raw waste water are provided. The paper also summarises new insights into the development and improvement of constructed wetlands, including over 50 references that could serve as a basis for further research in the field and a potential commercial application. Based on the published research results, the data on their efficiency in reducing the input waste water load are provided. In addition, the critical factors for sustainable and efficient operation of constructed wetlands are listed, such as correct selection of wetland vegetation and substrates as well as other important parameters - water depth / substrate thickness, hydraulic retention time and hydraulic feed rate, including the manner of waste water distribution through constructed wetlands., In diesem Beitrag wird die Anwendung von Pflanzenkläranlagen als alternative Technologie für die Behandlung verschiedener Abwasserarten dargestellt. Es werden die Grundtypen von Pflanzenkläranlagen beschrieben und ihre Vor- und Nachteile genannt. Es werden auch Informationen über Mechanismen und Verfahren gegeben, mit welchen aus dem rohen Abwasser verschiedene Schadstoffe entfernt werden können. Es werden auch neue Erkenntnisse in Bezug auf die Entwicklung und Verbesserung von Pflanzenkläranlagen zusammengefasst samt möglicher kommerziellen Anwendung und einem Literaturverzeichnis mit mehr als 50 Titeln, die als Basis zu weiteren Nachforschungen auf diesem Gebiet dienen können. Die dargestellten Untersuchungsergebnisse enthalten Angaben über die Effizienz von Pflanzenkläranlagen in der Verringerung der Eingangsbelastung des Abwassers. Es werden auch die Faktoren gegeben, die für den nachhaltigen und effizienten Betrieb der Pflanzenkläranlagen von großer Bedeutung sind. Das sind, zum Beispiel, die richtige Wahl von Sumpfpflanzen und Substrat sowie anderer wichtigen Parameter, wie Wassertiefe/Substrathöhe, hydraulische Verweilzeit, hydraulische Durchlässigkeit des Bodenfilters und die Funktionsweise (horizontal/vertikal durchströmte Pflanzenkläranlage).

Beschreibung der drei Hauptdokumentationsarten für das Reinigungsmanagement: Reinigungskonzept, Hygienekonzept und Reinigungshandbuch.

Background: Use of donor granulocyte concentrate (GC) has been limited due to its short storage time of 6-24 h, which is partially due to residual red blood cells (RBCs) and platelets and the resulting lactate production leading to an acidotic milieu. To increase this storage time, we developed a closed system procedure compatible with standard blood bank technologies to remove RBC and platelets and to enrich the GC. Methods: Standard GCs (sGCs) were sedimented, washed twice with 0.9% sodium chloride (NaCl), and resuspended in blood group-identical fresh frozen plasma. The resulting purified GCs (pGCs) were then stored in platelet bags at a cell concentration of about 5 × 107 ± 1.8 × 107 leukocytes/ml without agitation at room temperature for up to 72 h. Cell count and viability, pH, blood gases, phagocytosis, and oxidative burst were monitored daily. Results: A significant reduction in RBC (98%) through sedimentation, and platelets (96%) by washing, purified the white blood cell (WBC) population and enriched the granulocytes to 96% of the WBC in the pGC. After 72 h of storage, over 90% of the initial WBC count of pGC remained, was viable (>97%), and the granulocytes exhibited a high phagocytosis and oxidative burst functionality, comparable to sGC after 24 h. Conclusion: Purification extends the maximum storage period of GC from 24 to 72 h and may therefore improve the availability of GC and its clinical use.

Reinigungsaufgabe und Reinigungsziel werden durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die der klassische Sinner'sche Kreis nicht berücksichtigt. Eine Erweiterung des Kreises ermöglicht, die Sinner'schen Parameter optimal einsetzen zu können, um das richtige Reinigungsverfahren auszuwählen.

Es wird beschrieben, worum es bei einer virtuellen 3D-Tour geht und wie sie technisch umgesetzt und im Rahmen eines Vergabeprozesses von Reinigungsleistungen eingesetzt werden kann.

Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit einem Gruppenprojekt zur „Entwicklung einer 1,5 hl Versuchsbrauerei nach Industrie 4.0“. Dafür wurden von neun Studierenden des Bereichs Bioengineering der FH Campus Wien einzelne Bachelorarbeiten zu Prozessschritten der Versuchsbrauerei erarbeitet. Im Zuge dieser Bachelorarbeit wurde ein System für den Prozessschritt des Bierabfüllens konzipiert, darunter fallen die KEG-Abfüllung inklusive der KEG-Reinigung sowie die Abfüllung des Biers in Glasflaschen. Darüber hinaus wurde ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild gemäß EN ISO 10628 erstellt, welches die Einzelheiten der beiden Abfüllanlagen und der KEG-Reinigungsanlage darstellt. Für die Auslegung der Flaschenabfüllanlage musste das benötigte Kohlenstoffdioxid für eine Abfüllung mit 1,5 hl und 3 hl berechnet werden. Die Berechnungen haben ergeben, dass für die 1,5 hl Abfüllung 970 L Kohlenstoffdioxid und die 3 hl Abfüllung für die Spülung 1940 L notwendig sind. Weiters wurden die beiden Abfüllanlagen notwendige Geräte und Einbauten in jeweils einer User Requirement Specification definiert, die als Basis für die Anschaffung der Anlage herangezogen werden können. Für den Prozessschritt der KEG-Abfüllung inklusive Reinigung und der Flaschenabfüllung wurde jeweils eine Standard Operating Procedure erstellt, welche den Prozessablauf regelt. Außerdem sind sowohl ein Prozessflussdiagramm und eine Darstellung der Ventilregelung enthalten, die bei der Programmierung des Betriebssystems unterstützen soll. This bachelor thesis deals with a group project on the "Development of a 1.5 hl pilot brewery according to Industry 4.0". For this purpose, nine students of the Bioengineering department of the FH Campus Wien developed individual bachelor theses on process steps of the pilot brewery. In the course of this bachelor thesis, a system was designed for the beer bottling process step, which includes keg filling including keg cleaning as well as filling the beer into glass bottles. In addition, a piping and instrument flow diagram was prepared in accordance with EN ISO 10628, showing the details of the two filling lines and the keg cleaning system. For the design of the bottling line, the carbon dioxide required for 1.5 hl and 3 hl filling had to be calculated. The calculations showed that 970 L of carbon dioxide were required for the 1.5 hl filling and 1940 L for the 3 hl purging filling. Furthermore, the two filling systems required equipment and installations were each defined in a User Requirement Specification, which can be used as a basis for the purchase of the system. For the process step of keg filling including cleaning and bottle filling, a standard operating procedure was created in each case, which regulates the process flow. In addition, both a process flow diagram and a representation of the valve control are included to assist in programming the operating system.

Aufgrund der im Jahr 2019 ausgebrochenen Pandemie stand die Erforschung und Bekämpfung des weltweit herrschenden, bis dahin noch unbekannten, Covid-19 Virus im Vordergrund. Im Zuge einer Projektarbeit des Bachelor-Studienganges Bioengineering, sollte ein Konzept für den biopharmazeutischen Herstellungsprozess des SARS-CoV-2 Spike Proteins ausgearbeitet werden. Die vorliegende Arbeit behandelt als Teilbereich die Wasseraufbereitung für den Prozess. Im Zuge dieses Projektes wurde ein Rohrleitungs- und Intrumentenfließbild (R&I), ein Pflichten- und Lastenheft (URS), ein Master Batch Record (MBR) sowie zwei Standard Operating Procedures (SOP) erarbeitet. In dieser Arbeit wurde Wasser für Injektionszwecke (WFI) nach den Anforderungen der europäischen Pharmakopöe hergestellt. The outbreak of the globally prevalent Covid 19 virus, required intensive research and development of new control strategies for its successful abatement. For that reason, a concept for the biopharmaceutical production process of the SARS-CoV-2 spike protein was elaborated as a project work of the bachelor course Bioengineering. This thesis, generally, deals with water treatment for the process itself which is a crucial step. Herein, a piping and instrumental flow diagram (P&ID), a user requirement specification (URS), a master batch record (MBR) as well as two standard operating procedures (SOP) were exemplified. Thereby, water for injection (WFI) was processed according to the requirements of the European Pharmacopoeia.

Im Verlauf der letzten Jahre steht die industrielle Teilereinigung zunehmend vor anspruchsvollen Veränderungen, die sowohl durch einen Wandel im Produktportfolio wichtiger Zielbranchen, durch neue Produktionstechnologien als auch durch wachsende Anforderungen an Automatisierung und Digitalisierung von Produktionsprozessen verursacht werden. Die technische Sauberkeit hat sich bereits seit vielen Jahren als eindeutiges Qualitätsmerkmal etabliert. Eine automatisierte Qualitätsüberwachung und digitale Verfahren der Prozesssteuerung sind für Reinigungsprozesse aber oft noch eine Herausforderung. Andererseits bieten Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen neue, noch längst nicht ausgereizte Möglichkeiten für die industrielle Teilereinigung. Die stetig steigenden Anforderungen an die Sauberkeit von Oberflächen und Bauteilen erfordern neben hocheffizienten Reinigungstechnologien für die Realisierung der geforderten Produkteigenschaften auch eine nahtlose Integration dieser Prozesse und der zugehörigen Peripherie in die gesamte Produktionskette. In diesem ohnehin anspruchsvollen und im Umbruch befindlichen Marktumfeld entstand Anfang 2020 durch den Beginn der weltweiten Corona-Pandemie, eine weitere, wirtschaftliche Herausforderung für die industrielle Teilereinigung. Zur Erfassung der aktuellen Marktsituation und der zukünftigen Trends im Bereich der industriellen Teilereinigung untersucht der Geschäftsbereich Reinigung bei Fraunhofer deshalb zum dritten Mal nach 2007 und 2012 den Markt. Die Daten wurden vom November 2020 bis Februar 2021 mithilfe einer Online-Umfrage mit einer Rücklaufquote von knapp 2 Prozent bei ca. 23.000 Befragten ermittelt.

In diesem Artikel soll die Eignung einer marktverfügbaren hygienegerechten CIP-fähigen metallisch dichtenden Schraubverbindung für hygienische Anwendungen näher betrachtet werden.

Im Artikel werden die grundlegenden Faktoren für die Arbeitsmotivation von Reinigungskräften beschrieben und es werden die Ergebnisse einer Bachelorarbeit beschrieben, in der der Einfluss von sensorbasierten automatisch erstellten Reinigungsplänen untersucht wurde. Eine Haupterkenntnis ist, dass der Handlungsspielraum des Menschen auch bei digitalen Systemen gewährleistet sein soll.

Thrombotisch-thrombozytopenische Purpura (TTP) wird durch den Mangel an A Disintegrin And Metalloprotease with ThromboSpondin type-1 motifs 13 (ADAMTS13) verursacht, einem Enzym beteiligt an der Blutgerinnung, welches zu chronischen kardiovaskulären Krankheiten führt. Die ersten Episoden kongenitaler TTP finden bereits kurz nach der Geburt statt, welche fatal enden. Die durch der funktionell-verminderten Menge oder den Mangel an ADAMTS13 entstehenden Gerinnsel beschränken oder blockieren den Fluss an sauerstoffreichem Blut. Oft verwendete Therapien sind tägliche Plasmaaustausche und immunsuppressive Medikamente, welche beide ernsthafte Risiken und Nebenwirkungen zur Folge haben. Takeda arbeitet derzeit an einer Substitutionstherapie, welche rekombinantes ADAMTS13 enthält, was ein nahezu normales Leben mit begrenzten oder sogar keinen Nebenwirkungen ermöglicht. Um das rekombinante ADAMTS13 von einer Zelllinie zu reinigen, sind einige Reinigungs- und Filtrationsschritte notwendig. Diese Arbeit fokussiert sich darauf den Herstellungsprozess vom Downstream Reinigungschritt von rekombinanten ADAMTS13 zu charakterisieren und dessen Qualität und Quantität zwischen einem kumulativen Haltezeitlauf und einem Referenzlauf zu vergleichen. Thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) is caused by the deficiency of A Disintegrin And Metalloprotease with ThromboSpondin type-1 motifs 13 (ADAMTS13), an enzyme involved in blood clotting, resulting in chronic cardiovascular diseases. The first episodes of congenital TTP can already occur closely after birth, ending fatally. The clots resulting from the diminished functionality or lack of ADAMTS13 limit or block the flow of oxygen-rich blood. Often used therapies are daily plasma exchanges and immunosuppressive drugs, both coming along with major risks and side effects. Takeda is currently working on a substitution therapy containing recombinant ADAMTS13, enabling a nearly normal life with limited or even no side effects. In order to purify recombinant ADATMS13 from a host cell line, several purification and filtration steps are needed. This thesis focusses on characterizing the manufacturing process of the downstream purification step of recombinant ADAMTS13 and comparing its quality and quantity between a cumulative hold time batch and a reference batch.

Verantwortliche für Reinigung und Hygiene im Gesundheitswesen haben die Reinigungsabläufe für Spital- und Heimzimmer bei Isolationen infolge Covid-19 festgelegt und als Schulungsvideos, bzw. Prozessbeschreibung aufbereitet. Zudem sind klare Schutzmassnahmen für das Reinigungspersonal definiert.

Strahlprozesse in der Oberflächenbehandlung können mittels einer einfachen Simulation digital abgebildet werden. Damit können Sprühstrahlmuster bei komplex rotierenden Düsen optimiert, ideale Bewegungen und Positionen für Düsen und Bauteil erstellt und Abschattungen vermieden etc..

The biblical story of the Great Flood deals with many aspects of guilt and punishment in the relationship between God and humankind. However, throughout the literary and scholarly reception it has been considered disturbing that God punished people with total annihilation without giving them the opportunity to repent and to improve. This has always been a great challenge for theologians, thinkers and poets. On the one hand, God’s purification of the world was, as cleansings are always, deadly and destructive. On the other hand, ‘Genesis’ tells us that Noah also saved the ›unclean‹ animals in the ark, not only the ›pure‹ ones. Should this mean that guilty people were justified as well?

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts stand der Hauswart im Zentrum der Schulgemeinschaft und des Schulhauses, die einander bedingten. So wie der Schulhauswart das Gebäude beleuchtete, reinhielt und die Aufsicht führte, sollten die SchülerInnen erleuchtet, zu Sauberkeit, Ordentlichkeit und sittlichem Verhalten erzogen werden. Die häusliche Ordnung ging in einer pädagogischen Ordnung auf, die untrennbar mit der traditionellen, christlichen gesamtgesellschaftlichen Ordnung verknüpft war. Generell spiegelte die Rolle des Hauswarts und dessen Wahrnehmung innerhalb der örtlichen Gemeinschaft das zeitgenössische dualistische Deutungsmuster Ordnung vs. Chaos. Die schulische Ordnung im schulhäuslichen Kosmos wies allen Mitgliedern der dortigen Gemeinschaft einen Platz zu. Der Hauswart agierte dabei an der Grenze zu Gemiedenem, Gefürchtetem und Unbekanntem wie Dunkelheit, Schmutz, Müll oder unangepasstem, unsittlichem Benehmen. Gleichzeitig brachte er Licht, Reinigung und Sitte in die Schulgemeinschaft, in der er entsprechend ambivalent wahrgenommen werden konnte. (English version) Firebringer, cleaner and doorman. Housekeepers in the cultural-religious interpretation framework of school communities in Zurich 1899–1949 In the first half of the 20th century, the janitor stood at the centre of the school community and the school building, which were mutually dependent. Just as the school janitor lighted the building, kept it clean and supervised it, students had to be enlightened and educated to orderliness, cleanliness and appropriate moral behavior. The domestic order merged into a pedagogical order that was inextricably linked to the traditional Christian social order. In general, the perception of the person and role of the janitor within the local community reflected the contemporaneous dualistic way of thinking of «order versus chaos». The school order in the academic-domestic cosmos assigned a place to all members of the community. The janitor acted at the edge of what was obscure, feared and avoided, such as darkness, dirt, garbage, or inappropriate and immoral behavior. At the same time, he brought light, purity and mores into the school community, in which his personnage and role were perceived as ambivalent., +repphzhbib2020F

Магістерська дисертація: 93 стор., 33 табл., 9 рис., 12 літературних джерел., додатки А Актуальність теми: На внутрішньому та світовому ринку великим попитом користується електроізоляційний папір як компонента високовольтної паперово-просоченою ізоляції. Виробництво даного виду продукції є складним технологічним процесом, який включає в себе низку технічних процесів та потребує чіткого контролю за ними. На сьогоднішній день залишаються не вирішеними питання виготовлення електроізоляційного паперу високої якості при мінімальних затратах сировини та енергоресурсів на виробництво кабельного паперу. Мета і задачі дослідження: реконструкція технологічного потоку ПрАТ «Малинська паперова фабрика Вайдманн» з виробництва паперу кабельного для нарощування потужностей виробництва та підвищення якості продукції. Для досягнення вказаної мети було поставлено наступні задачі: 1. Провести аналітичний огляд літератури щодо визначення нових технологічних рішень із виробництва паперу кабельного та обґрунтувати інноваційні зміни в технологічному потоці; 2. Навести вимоги до сировини, допоміжних хімічних речовин та готової продукції і розробити технологічну схему виробництва паперу кабельного; 3. Виконати розрахунок матеріального балансу води та волокна, а також теплового балансу та зробити вибір основного технологічного обладнання; 4. Навести об’ємно-планувальне та конструктивне рішення будівлі; 5. Розробити заходи з захисту довкілля при виробництві картону тарного; 6. Розробити стартап-проект. Об’єкт дослідження – процес виробництва паперу кабельного . Предмет дослідження – технологічні параметри процесу виробництва паперу кабельного у технологічному потоці ПрАТ « Вайдманн-МПФ» Практичне значення одержаних результатів. Наведена технологічна схема виробництва паперу, описані почергово стадії формування полотна, вибрані технічні умови, наведений стандарт на сировину, допоміжні матеріали. Провели необхідну роботу по обгрунтуванню реконструкцій, підібрали обладнання. Здійснили розрахунок матеріального и теплового балансу, механіко – енергетичний розрахунок . Розділ об’ємного планування познайомить з розташуванням фабрики та основними будівлями. Це надасть змогу більш конкретно уявити всі шляхи доставки сировини та вивезення готової продукції. Оскільки вдале розташування значно скорочує витрати та економить час . В розділі охорони праці описані шкідливі фактори які присутні на виробництві, адже виробництво паперу досить складний процес який включає в себе безліч агрегатів та обладнання які становлять небезпеку для життя людей . Наведені заходи протипожежної безпеки. В економічній частині проекту розраховано основні техніко-економічні показники виробництва. Описані основні статті витрат. Основним напрямком ПАТ «МПФ Вайдманн» є виготовлення електроізоляційного паперу та картону для електротехнічної промисловості. Папір продовжує залишатися одним із найкращих електроізоляційних матеріалів в різноманітних електро – і радіотехнічних апаратах та машинах. Папір кабельний марок К-080, К-120, К-170 та КМ-140 використовується для ізоляції силових кабелів на напругу до 35кВ включно, для ізоляції телефонних кабелів та обмоточних проводів, для виготовлення різних електроізоляційних виробів та повинен відповідати показникам якості згідно ГОСТ 23436-83. Masterarbeit: 93 Seiten, 33 Tabellen, 9 Abbildungen, 12 Literaturquellen, 2 Beilagen Relevanz des Themas: Heute stellt sich zunehmend die Frage, qualitativ hochwertiges Elektroisolierpapier mit minimalen Kosten für Rohstoffe und Energieressourcen für seine Herstellung herzustellen. Die Herstellung von Kabelpapier ist ein komplexer Prozess, der viele technische Prozesse umfasst und eine klare Kontrolle darüber erfordert. Auf dem nationalen und globalen Markt ist dieses Produkt sehr gefragt. Zweck und Aufgaben der Forschung: Rekonstruktion des technologischen Stroms der PJSC-Papierfabrik Weidmann in Malinsk zur Herstellung von Kabelpapier für den Kapazitätsaufbau und zur Sicherstellung der Herstellung von Qualitätsprodukten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden folgende Aufgaben gestellt: 1. Führen Sie eine analytische Überprüfung der Literatur durch, um neue technologische Lösungen für die Kabelpapierherstellung zu ermitteln 2. innovative Änderungen im technologischen Ablauf zu rechtfertigen; 3. Anforderungen an Rohstoffe, Hilfschemikalien und Fertigerzeugnisse festlegen; 4. ein technologisches Schema für die Herstellung von Kabelpapier zu entwickeln; 5. Berechnen Sie die Stoffbilanz von Wasser und Ballaststoffen sowie die Wärmebilanz. 6. die technologische Grundausstattung zu wählen; 7. Geben Sie eine dreidimensionale Planungs- und Entwurfslösung des Gebäudes an. 8. Maßnahmen zum Umweltschutz bei der Herstellung von Verpackungskartons festlegen; 9. Entwickeln Sie ein Startprojekt Gegenstand der Untersuchung ist der Herstellungsprozess von Kabelpapier Forschungsgegenstand - Technologische Parameter des Herstellungsprozesses von Kabelpapier im Technologiestrom der PJSC "Weidmann-MPF" Die praktische Bedeutung der erzielten Ergebnisse. Das technologische Schema der Papierherstellung, die abwechselnden Stufen der Stoffbildung, die Spezifikationen, der Standard für Rohstoffe und Hilfsstoffe werden beschrieben. Die notwendigen Arbeiten durchgeführt, um den Umbau ausgewählter Geräte zu rechtfertigen. Die Material- und Wärmebilanz wurden berechnet, die mechanische und energetische Berechnung. Der detaillierte Planungsabschnitt macht Sie mit dem Standort der Fabrik und den Hauptgebäuden vertraut. Dies gibt einen genaueren Überblick über alle Arten der Lieferung von Rohstoffen und des Exports von Fertigprodukten. Denn ein guter Standort senkt die Kosten erheblich und spart Zeit. Der Abschnitt zum Arbeitsschutz beschreibt die schädlichen Faktoren, die bei der Herstellung auftreten, da die Herstellung von Papier ein komplexer Prozess ist, bei dem viele lebensgefährliche Einheiten und Geräte zum Einsatz kommen. Die Brandschutzmaßnahmen sind angegeben. Im wirtschaftlichen Teil des Projekts werden die wichtigsten technischen und wirtschaftlichen Produktionsindikatoren berechnet. Die Hauptkostenpositionen werden beschrieben. Die Hauptaufgabe der PJSC "MPF Weidmann" ist die Herstellung von Elektroisolierpapier und -karton für die Elektroindustrie. Papier ist nach wie vor eines der besten Isoliermaterialien in einer Vielzahl von Geräten und Maschinen der Elektro- und Funktechnik. Papierkabelqualitäten K-080, K-120, K-170 und KM-140 werden zur Isolierung von Stromkabeln bis einschließlich 35 kV, zur Isolierung von Telefonkabeln und Wicklungsdrähten, zur Herstellung verschiedener elektrischer Isolationsprodukte verwendet und müssen die Qualitätsindikatoren gemäß GOST 23436 erfüllen -83.

Ever since their discovery in 1991, carbon nanotubes are of great interest to the scientific community due to their outstanding optical, mechanical and electrical properties. Considering their impressive properties, as for instance the high current carrying capability and the possibility of ballistic charge transport, carbon nanotubes are a desired channel material in field-effect transistors, especially with respect to high frequency communication electronics. Thus, many scientific studies on CNT-based field-effect transistors have been published so far. But despite the successful verification of excellent individual electric key values, corresponding experiments are mostly performed under synthetic conditions (considering e.g. temperature or gas atmosphere), which are not realizable during realistic application scenarios. Furthermore, technologically relevant factors like homogeneity, reproducibility and yield of functioning devices are often subordinated to the achievement of a single electric record value. Hence, this work focuses on the development of a fabrication technology for carbon nanotube field-effect transistors, that takes those factors into account. Thereby, this work expands the state of the art by introduction and statistical assessment of two cleaning processes: a) wet chemical removal of surfactant residues (sodium dodecylsulfate) from CNTs, integrated using the dielectrophoretic approach, by investigation and comparison of four procedures (de-ionized water, HNO3, oDCB, Ethanol); b) the reduction of process-related substrate contaminations by application of an oxygen plasma. Beyond that, the passivation of the final, working devices is developed further, as their typical definition as diffusion barrier is expanded by the reduction of parasitic capacitances in the transistor. In this context, two so far barely considered materials, hydrogen silsesquioxane and Xdi-dcs, a polymer mixture of poly(vinylphenol) and polymethylsilsesquioxane, are investigated and assessed. The novelty of the Xdi-dcs mixture causes the necessity of fundamental considerations on controllable etching procedures and resulting adaptions of the technological fabrication sequence.:Bibliographic description 3 List of abbreviations 10 List of symbols 10 1 Introduction 13 2 Basics of carbon nanotubes 15 2.1 Structural fundamentals 15 2.1.1 Hybridization of carbon 15 2.1.2 Structure of carbon nanotubes 17 2.2 Electronic properties 19 2.2.1 Band structure of graphene 19 2.2.2 Band structure of carbon nanotubes 20 2.2.3 Electronic transport in CNTs 22 2.3 Procedures for CNT integration 23 2.3.1 Growth by chemical vapor deposition 24 2.3.2 Transfer techniques 24 2.3.3 Dispersion-related integration procedures 25 2.4 Interaction of CNT and surfactant 28 3 Basics of CNT field-effect transistors 31 3.1 Principle of operation of conventional FETs 31 3.2 Distinctive features of CNT-based FETs 32 3.2.1 Metal - semiconductor contact 33 3.2.2 Linearity 38 3.3 Performance determining factors 41 3.3.1 Device architecture 41 3.3.2 Contact geometry 46 3.3.3 Other transistor dimensions 48 3.3.4 CNT-related characteristics 49 3.4 Hysteresis in transfer characteristics 51 3.4.1 Definition of hysteresis 51 3.4.2 Origins of hysteresis 52 3.4.3 Appearance of hysteresis 53 3.5 Passivation 56 3.5.1 Requirements 56 3.5.2 Importance of pre-treatments and process conditions 57 3.5.3 Overview of established passivation materials 58 4 Experimental work 63 4.1 Transistor design 63 4.2 Technology flow 66 4.3 Experimental procedures 71 4.3.1 Procedures for dissolution of SDS 71 4.3.2 Plasma treatment against surface contaminations 72 4.3.3 Evaluation of diffusion barriers 72 4.4 Instrumentation and characterization 74 4.4.1 Dielectrophoresis instrumentation 74 4.4.2 Topographical Characterization 74 4.4.3 Chemical characterization 75 4.4.4 Electrical characterization 76 5 Reduction of hysteresis 77 5.1 Removal of surfactant molecules from CNTs 77 5.1.1 Influence on molecule and CNT chemistry 78 5.1.2 Effect on transistor performance 80 5.2 Plasma-assisted removal of substrate contaminations 87 5.2.1 Influence on substrate surface 88 5.2.2 Effect on transistor performance 92 6 Passivation 97 6.1 Protection against environmental effects 97 6.1.1 Alterability of unpassivated CNT-FETs 98 6.1.2 Effects of O2 exclusion by dense passivation 99 6.1.3 Intentional doping using Y2O3 101 6.2 Passivation considering electrostatic aspects 106 6.2.1 Integration of Xdi-dcs as novel passivation 107 6.2.2 Comparison of two spin-coated dielectrics 111 6.3 Potential of double-layer approaches 113 6.3.1 Evaluation of the gas barrier performance 113 6.3.2 Influence on the transistor behavior 116 7 Summary and Outlook 121 Danksagung 127 Appendix 129 Bibliography 137 List of figures 156 List of tables 161 Selbstständigkeitserklärung 163 8 Thesen 165 9 Curriculum vitae 169 Bereits seit ihrer Entdeckung 1991 sind Kohlenstoffnanoröhren, aufgrund ihrer herausragenden optischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften, für die wissenschaftliche Community von großem Interesse. Ihre Verwendung als Kanalmaterial in Feld-Effekt Transistoren ist in Anbetracht ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften, wie z. B. die hohe Stromtragfähigkeit, sowie die Möglichkeit des ballistischen Transports von Ladungsträgern besonders für die hochfrequente Kommunikationselektronik erstrebenswert. Dementsprechend viele wissenschaftliche Arbeiten befassen sich mit der Erforschung von auf Kohlenstoffnanoröhren basierenden Transistoren. Doch trotz des erfolgreichen Nachweises ausgezeichneter Werte für viele individuelle elektrische Kenngrößen, finden entsprechenden Experimente zumeist unter anwendungsfernen Bedingungen bezüglich Temperatur bzw. Gasatmosphäre statt. Darüber hinaus werden dem Erreichen eines elektrischen Rekordwertes oft technologisch relevante Größen wie Homogenität, Reproduzierbarkeit und Ausbeute an funktionsfähigen Bauteilen untergeordnet. Der Fokus dieser Arbeit liegt daher auf der Erarbeitung einer Technologie zur Herstellung Kohlenstoffnanoröhrenbasierter Feld-Effekt Transistoren, unter Berücksichtigung dieser Aspekte. Dabei erweitert diese Arbeit den Stand der Technik durch die Einführung und statistische Beurteilung zweier Reinigungsprozesse: a) der nasschemischen Beseitigung von Tensidresten (Natriumdodecylsulfat) an mittels Dielektrophorese integrierten CNTs, wobei insgesamt vier Prozeduren (de-ionisiertes Wasser, HNO3, oDCB, Ethanol) betrachtet und miteinander verglichen wurden; b) der Beseitigung von prozessbedingten Substratkontaminationen durch ein Sauerstoffplasma. Darüber hinaus wird die Passivierung der funktionsfähigen Bauelemente weiterentwickelt, indem ihre typische Definition als Diffusionsbarriere um den Aspekt der Verringerung parasitärer Kapazitäten im Transistor erweitert wird. In diesem Zusammenhang werden mit Wasserstoff-Silsesquioxane und Xdi-dcs, einem Polymergemisch aus Poly(vinylphenol) und Polymethylsilsesquioxane, zwei bislang wenig beachtete Materialien, untersucht und bewertet. Die Neuheit des Xdi-dcs Gemisches macht dabei fundamentale Untersuchungen zur Strukturierbarkeit und entsprechende technologische Anpassungen im Gesamtablauf nötig.:Bibliographic description 3 List of abbreviations 10 List of symbols 10 1 Introduction 13 2 Basics of carbon nanotubes 15 2.1 Structural fundamentals 15 2.1.1 Hybridization of carbon 15 2.1.2 Structure of carbon nanotubes 17 2.2 Electronic properties 19 2.2.1 Band structure of graphene 19 2.2.2 Band structure of carbon nanotubes 20 2.2.3 Electronic transport in CNTs 22 2.3 Procedures for CNT integration 23 2.3.1 Growth by chemical vapor deposition 24 2.3.2 Transfer techniques 24 2.3.3 Dispersion-related integration procedures 25 2.4 Interaction of CNT and surfactant 28 3 Basics of CNT field-effect transistors 31 3.1 Principle of operation of conventional FETs 31 3.2 Distinctive features of CNT-based FETs 32 3.2.1 Metal - semiconductor contact 33 3.2.2 Linearity 38 3.3 Performance determining factors 41 3.3.1 Device architecture 41 3.3.2 Contact geometry 46 3.3.3 Other transistor dimensions 48 3.3.4 CNT-related characteristics 49 3.4 Hysteresis in transfer characteristics 51 3.4.1 Definition of hysteresis 51 3.4.2 Origins of hysteresis 52 3.4.3 Appearance of hysteresis 53 3.5 Passivation 56 3.5.1 Requirements 56 3.5.2 Importance of pre-treatments and process conditions 57 3.5.3 Overview of established passivation materials 58 4 Experimental work 63 4.1 Transistor design 63 4.2 Technology flow 66 4.3 Experimental procedures 71 4.3.1 Procedures for dissolution of SDS 71 4.3.2 Plasma treatment against surface contaminations 72 4.3.3 Evaluation of diffusion barriers 72 4.4 Instrumentation and characterization 74 4.4.1 Dielectrophoresis instrumentation 74 4.4.2 Topographical Characterization 74 4.4.3 Chemical characterization 75 4.4.4 Electrical characterization 76 5 Reduction of hysteresis 77 5.1 Removal of surfactant molecules from CNTs 77 5.1.1 Influence on molecule and CNT chemistry 78 5.1.2 Effect on transistor performance 80 5.2 Plasma-assisted removal of substrate contaminations 87 5.2.1 Influence on substrate surface 88 5.2.2 Effect on transistor performance 92 6 Passivation 97 6.1 Protection against environmental effects 97 6.1.1 Alterability of unpassivated CNT-FETs 98 6.1.2 Effects of O2 exclusion by dense passivation 99 6.1.3 Intentional doping using Y2O3 101 6.2 Passivation considering electrostatic aspects 106 6.2.1 Integration of Xdi-dcs as novel passivation 107 6.2.2 Comparison of two spin-coated dielectrics 111 6.3 Potential of double-layer approaches 113 6.3.1 Evaluation of the gas barrier performance 113 6.3.2 Influence on the transistor behavior 116 7 Summary and Outlook 121 Danksagung 127 Appendix 129 Bibliography 137 List of figures 156 List of tables 161 Selbstständigkeitserklärung 163 8 Thesen 165 9 Curriculum vitae 169

Mit der Entdeckung und Charakterisierung des plasmodialen Laktattransporters (PfFNT) wurde kürzlich ein valides, neues Wirkstofftarget zur Therapie der Malaria identifiziert. PfFNT wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Pichia pastoris in einem eukaryotischen Expressionsystem im 2-Liter-Fermentermaßstab hergestellt, um große Mengen Protein für die Strukturaufklärung durch Röntgenkristallographie zu gewinnen. Dabei sollte der Einfluss von Detergenzien auf Reinigung, Stabilität und Kristallisation des Proteins untersucht werden. Mit P. pastoris-Zellen konnten erfolgreich mehrere Milligramm PfFNT hergestellt und durch Nickelaffinitätschromatographie und Größenausschlusschromatographie gereinigt werden. Zur Solubilisierung von PfFNT aus den Lipidmembranen der P. pastoris-Zellen waren DDM und LDAO die geeignetesten Detergenzien. Mit LDAO konnten dabei deutlich größere Ausbeuten erzielt werden. Während der Nickelaffinitätschromatographie wurde das Solubilisierungsdetergens zur Stabilisierung gegen DM, DDM, β-OG und FC 12 ausgetauscht. Durch weitere Reinigung per Größenausschlusschromatographie wurde PfFNT mit allen getesteten Stabilisierungsdetergenzien inklusive LDAO im nativen Oligomersierungszustand eines Pentamers isoliert, wie transmissions-elektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigt haben. Das hergestellte Protein war funktionell, wie die Untersuchungen in Proteoliposomen in einer stopped-flow-Apparatur bestätigt haben. Des Weiteren wurde die Langzeitbindung eines PfFNT-Inhibitors über 24 h gezeigt. Mit initialen Kristallisationsscreenings konnten erste Kristallisationsbedingungen mit allen vorher genannten Stabilisierungsdetergenzien ermittelt werden. Das beschriebene Protokoll für die Produktion von PfFNT in P. Pastoris-Zellen und die anschließende Reinigung liefert funktionelles und hoch gereinigtes Protein und stellt mit den daraus initial ermittelten Kristallisationsbedingungen eine hervorragende Grundlage für die zukünftige Aufklärung der Proteinstruktur dar. With the discovery and characterization of the plasmodial lactate transporter (PfFNT) a valid new drug target was recently identified for the treatment of malaria. In this work, PfFNT was produced in an eukaryotic expression system using Pichia pastoris at a two-liter fermenter scale to obtain large amounts of protein for structure elucidation by Xray crystallography. In particular, the influence of detergents on the purification, stability and crystallization of the protein was investigated. With P. pastoris cells, several milligrams of PfFNT could be successfully produced and purified by nickel-affinity-chromatography and size exclusion chromatography. DDM and LDAO were the most suitable detergents for solubilisation from lipid membranes of P. pastoris cells. With LDAO, significantly higher yields could be achieved. During nickel-affinity-chromatography, solubilization detergents were changed for stabilization with DM, DDM, β-OG and FC 12. By further purification using size exclusion chromatography, PfFNT was isolated with all tested stabilization detergents including LDAO in the native oligomerization state of a pentamer, as confirmed by transmission electron microscopi. The produced protein was functional, as investigations in proteoliposomes in a stopped-flow apparatus confirmed. Furthermore, the long-term binding of a PfFNT inhibitor over 24 hours was shown. Initial crystallisation screenings revealed first crystallization conditions with all previously mentioned stabilization detergents. The protocol described in this thesis for production of PfFNT in P. Pastoris cells and the subsequent purification provides functional and highly purified protein. Together with initially determined crystallization conditions it represents an excellent basis for future elucidation of the protein structure.