Spectroscopic Study of Solar and Planetary Atmospheres Semiannual Status Report No. 6, Aug. 1, 1965 - Feb. 1, 1966

Spectroscopic study of solar and planetary atmospheres - observations of Venus and Jupiter, and analysis of simulated Martian atmosphere in visible and infrared region

Fluidic Plasma Display Study, Phase 3 Quarterly Report

Crosstalk problems and cross grid control, and experimental hardware design for fluidically controlled plasma display device

Efficient simulations of tubulin-driven axonal growth

This work concerns efficient and reliable numerical simulations of the dynamic behaviour of a moving-boundary model for tubulin-driven axonal growth. The model is nonlinear and consists of a coupled set of a partial differential equation (PDE) and two ordinary differential equations. The PDE is defined on a computational domain with a moving boundary, which is part of the solution. Numerical simulations based on standard explicit time-stepping methods are too time consuming due to the small time steps required for numerical stability. On the other hand standard implicit schemes are too complex due to the nonlinear equations that needs to be solved in each step. Instead, we propose to use the Peaceman--Rachford splitting scheme combined with temporal and spatial scalings of the model. Simulations based on this scheme have shown to be efficient, accurate, and reliable which makes it possible to evaluate the model, e.g.\ its dependency on biological and physical model parameters. These evaluations show among other things that the initial axon growth is very fast, that the active transport is the dominant reason over diffusion for the growth velocity, and that the polymerization rate in the growth cone does not affect the final axon length.Comment: Authors' accepted version, (post refereeing). The final publication (in Journal of Computational Neuroscience) is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s10827-016-0604-

Curvature Dependence of Hydrophobic Hydration Dynamics

We investigate the curvature-dependence of water dynamics in the vicinity of hydrophobic spherical solutes using molecular dynamics simulations. For both, the lateral and perpendicular diffusivity as well as for H-bond kinetics of water in the first hydration shell, we find a non-monotonic solute-size dependence, exhibiting extrema close to the well-known structural crossover length scale for hydrophobic hydration. Additionally, we find an apparently anomalous diffusion for water moving parallel to the surface of small solutes, which, however, can be explained by topology effects. The intimate connection between solute curvature, water structure and dynamics has implications for our understanding of hydration dynamics at heterogeneous biomolecular surfaces.Comment: 10 pages, 9 figure

Nitrierung von Aluminium mit gepulsten Ionenstrahlen

Aluminium und Aluminiumlegierungen besitzen eine geringe Dichte und ein gutes Härte-zu- Gewicht Verhältnis. Diese Eigenschaften und die hervorragende Bearbeitbarkeit prädestinieren sie für viele Anwendungsbereiche. Obwohl in den letzten Jahren das Interesse an dieser Werkstoffgruppe stark zugenommen hat, können aufgrund der geringen Härte, der unzureichenden Beständigkeit gegenüber Verschleiß und des niedrigen Schmelzpunkts, die industriellen Einsatzmöglichkeiten dieser Materialgruppe nicht voll ausgenutzt werden. Randschichtmodifikationen des Grundmaterials sowie, nachfolgende Beschichtungen sind prinzipiell geeignet, um diese Nachteile zu verringern. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher eine grundlegende Untersuchung zur Nitrierung von Aluminium mit gepulsten Ionenstrahlen. Zu diesem Zweck wurden Aluminiumsubstrate einer Ionenstrahlpulsbehandlung im msec- und nsec - Bereich unterzogen, bei der zum einen die diffusionsgesteuerte Synthese einer Aluminiumnitridschicht, und zum anderen der thermische Einfluss auf das Diffusionsverhalten und die mikrostrukturelle Veränderungen untersucht werden sollten. Zunächst wurden grundsätzliche Überlegungen zur thermischen und ionenstrahlinduzierten Diffusion angestellt, sowie ein vereinfachtes Diffusionsmodell zur Beschreibung der experimentellen Diffusionsprozesse entwickelt. Die Durchführung der Ionenstrahlpulsexperimente erfolgte zum einen an der GSI-Darmstadt am Hochstromionenquellenteststand, der mit einer MUCIS-Ionenquelle ausgerüstet war. Hier wurden Pulsbestrahlungen mit Leistungsdichten ? 0,5 kW/(cm²?Puls) und Pulslängen zwischen 0,5 –25 msec durchgeführt. Weitere Experimente mit gepulsten Ionenstrahlen wurden in Verbindung mit dem Institut für Plasmaphysik (IPP) München, mit Leistungsdichten im Bereich von 1 – 4 kW/(cm²?Puls) und mit Pulslängen von 1 – 100 msec, durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der Polytechnischen Universität Tomsk (Russland) konnten auch exemplarische Ionenstrahlp