Willkommen bei JLUpub
JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
Data for "Determining the 2D spatial distribution of plasma parameters in a cylindrical cross section of a radio-frequency ion thruster by optical emission spectroscopy"
(2025) Felix Becker
This dataset contains data and analysis files related to the manuscript "Determining the 2D spatial distribution of plasma parameters in a cylindrical cross section of a radio-frequency ion thruster by optical emission spectroscopy" submitted to the Journal of Electric Propulsion. The data were obtained during experimental investigations on both invasive and non-invasive plasma diagnostics for the radio-frequency ion thruster RIT 10 from JLU Gießen.
Top-down approaches to layered transition metal dichalcogenides and oxide green production and to their use in electrochemical energy conversion and storage
(2024) Crisci, Matteo
Energy consumption has increased in recent years, and in our current society, it is expected to grow even more. However, concerns about how the energy is produced are also rising, since we can currently observe issues resulting from past reckless policies. To solve the issues, many countries are shifting towards the production of energy through renewable sources, which, while being a promising way to solve the energy crisis, also have significant problems. One of the main ones is their intermittency, meaning they have periods with high energy production and other where it is much lower. To address this issue, energy storage devices are key to store excess energy in peak production periods and releasing it when necessary.
Super-capacitors are quite interesting from this point of view, due to their good energy and power density, allowing for fast charge and discharge, whilst also providing a good amount of energy, making them suitable for quick energy access and backup power sources. Among the material used for such devices, 2D materials are used, providing high surface area and stability, but suffering from restacking and poor capacitance. On the other hand, another interesting class of materials is Conductive Polymers (CPs) which showcases very high specific capacitance, but are always victims of rapid performances degradation. Therefore, the combination of these two materials can lead to a general improvement of their properties and solving their individual issues.
The focus of this thesis’ work is to produce and lay the basis for further work on the use of blends using 2D material, specifically MoS2 and WS2 and conductive polymers. To do so, the first part of the thesis is aimed at the production of 2D materials using different solvents and techniques and establishing a characterization protocol. While the second focuses on the actual production of the blends using 2D-TMDC and PANI and their structural and electrochemical characterization in both three and two-electrode set up.
Synthesis, Characterization and Catalytic Performance of Dedicated Ceria-Zirconia Catalysts for HCl Oxidation Reaction
(2024-09) Sun, Yu
The heterogeneously catalyzed oxidation of HCl to Cl2 (Deacon process) represents a sustainable route to the recovery of chlorine from HCl-containing streams in the chemical chemistry. It has been demonstrated that CeO2-based materials have the potential to act as effective catalysts for the HCl oxidation reaction, offering an economically viable alternative to those based on RuO2 commercial materials. The thesis continues to focus on CexZr1-xO2 mixed oxides and supported CeO2 on ZrO2 (CeO2@ZrO2) catalysts, with the aim of elucidating the relationship between structure, oxygen storage capacity and catalytic HCl oxidation activity and durability. Moreover, rapid and sensitive in situ deactivation and reactivation experiments are devised to gain insight into the “chlorination-dechlorination” process.
Although the enhanced Deacon activity can be achieved by combining CeO2 with ZrO2 in solid solution reported by numerous studies, a clear-cut relationship between OSC and the activity may be obscured due to the fact that previous studies have suffered from the limitation that CexZr1-xO2 differ in several key parameters, such as specific surface area. Accordingly, in this thesis, we initially developed CexZr1-xO2 solid solutions as a function of the composition x through the co-precipitation method, maintaining a constant specific surface area at 46 ± 2 m2/g. It can therefore be stated that the OSCc value is an appropriate descriptor of the catalytic HCl and CO oxidation reaction. From the linear relationship between the oxidation activity of HCl and OSCc, which in turn is linearly related to the activity of CO oxidation, it can be concluded that the HCl oxidation reaction over the CexZr1-xO2 catalysts proceeds via the Mars-van Krevelen mechanism.
Furthermore, the effect of calcination process on the structural properties and catalytic performance of CeO2@ZrO2 catalysts was systematically investigated. CeO2 with varying concentrations were loaded onto the surface of ZrO2 particles using the incipient wetness impregnation method and calcined at different temperatures. The catalyst, which was calcined at 600 °C for a period of 5 h, resulted in the formation of a highly dispersed CeO2 layer, which exhibited an enrichment of Ce3+ species. The observed 1-2 nm thick CeO2 wetting layer is responsible for the high specific activity observed in the catalytic oxidation of HCl. Moreover, enhanced stability of the CeO2 layer calcined at 600 °C can be attributed to the formation of a sharp interface with the ZrO2 support.
Lastly, we applied two “deactivation-reactivation” cycles at 430 °C over fresh CeO2 and 20CeO2@ZrO2 catalyst respectively by switching the reaction gas mixture. It was unexpected that the activity of the 20CeO2@ZrO2 catalyst can be fully restored by oxygen exposure at 430 °C after the second deactivation/reactivation cycle, whereas the activity of the pure CeO2 catalyst decreases gradually after each cycle. Apparently, 20CeO2@ZrO2 catalyst exhibits superior regeneration performance to that of the CeO2 catalyst. Furthermore, a straightforward model is devised based on the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov approach to elucidate the reoxidation process of the catalyst. This observation is modelled by a faster nucleation rate in the supported 20CeO2@ZrO2 catalysts compared to the pure CeO2 catalyst. This can be explained by the abundant nucleation sites provided by the high surface area of ZrO2.
Gesundheitliche Folgen belastender Kindheitserfahrungen besser verstehen: Die Rolle der Persönlichkeitsfunktionen
(2023) Kampling, Hanna
Die vorliegende Habilitationsschrift untersucht die gesundheitlichen Folgen belastender Kindheitserfahrungen. Während belastende Kindheitserfahrungen als Risikofaktoren für die Entstehung einer Vielzahl von psychischen Störungen und chronischen körperlichen Erkrankungen diskutiert werden, leistet die Habilitationsschrift darüber hinaus einen Beitrag, die zugrundeliegenden Mechanismen besser verstehen zu lernen und fokussiert dabei die Bedeutung der Persönlichkeitsfunktionen – insbesondere Strukturniveau, Mentalisierungsfähigkeit und Epistemisches Vertrauen – innerhalb dieser Zusammenhänge.
Die Persönlichkeitsfunktionen stellen als basale zugrundeliegende u. a. Bewältigungsfähigkeiten von inner- und intrapsychischen Krisen einen Grundstein für die gesunde psychische und körperliche Entwicklung und Resilienz im Erwachsenenalter. Zentrale Aspekte der Persönlichkeitsfunktionen umfassen basale Fähigkeiten sowohl in Bezug auf das Selbst u. a. in den Dimensionen Selbstwahrnehmung und Selbstregulation, als auch mit Bezug auf andere – also im Sinne interpersonellen Verhaltens – u. a. in den Dimensionen Emotionale Kommunikation (Empathie) und Bindung. Störungen in Form von belastenden Kindheitserfahrungen können diese Entwicklung langfristig negativ beeinflussen, womit ihnen eine Prädisposition für spätere Pathologien innewohnt. Mit der Aufnahme ins DSM-5 und ICD-11 gewannen die Persönlichkeitsfunktionen als transdiagnostisches Konstrukt in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Zusammenhang mit psychischen Störungen. Die Habilitationsschrift liefert den Beitrag einer empirischen Untersuchung dieser noch immer überwiegend theoretisch und klinisch fundierten Konstrukte. Durch die Validierung und Normierung an repräsentativen Bevölkerungsdaten liegen mit dem OPD-SFK und dem MZQ erstmals Instrumente vor, die Rückschlüsse auf Aspekte der Persönlichkeitsfunktionen wie das Strukturniveau (OPD-SFK) und die Mentalisierungsfähigkeit (MZQ) erlauben und ökonomisch und reliabel in Forschung und Klinik Anwendung finden können.
Damit war es möglich zu zeigen, dass Zusammenhänge zwischen belastenden Kindheitserfahrungen und psychischen Störungen signifikant mit den Persönlichkeitsfunktionen assoziiert sind. So fanden sich mediierende Effekte des Strukturniveaus bei hochprävalenten psychischen Belastungen wie Depressivitäts- und Angstsymptomen oder auch weniger prävalenten, dafür jedoch umso belastenderen und risikobehafteten Symptomen, wie denen der PTBS und kPTBS sowie Phänomenen wie nicht-suizidalen Selbstverletzungen und Suizidversuchen. Dabei waren höhere Beeinträchtigungen des Strukturniveaus mit höheren Belastungen assoziiert. Bei spezifisch traumaassoziierten Phänomen wie der Dissoziation wurde schon lange diskutiert, dass schwer belastende Kindheitserfahrungen so intensiv schädigende Ereignisse darstellen, dass sie schwerste Beeinträchtigungen des Strukturniveaus bedingen und damit auch die dissoziative Symptomatik. Die Annahme, dass hier insbesondere Mentalisierungsschwächen mit den Zusammenhängen zwischen belastenden Kindheitserfahrungen und der dissoziativen Symptomatik assoziiert sind, konnte im Rahmen der Habilitation erstmals gezeigt werden. Darüber hinaus wurde das relativ neue transdiagnostische Konstrukt des epistemischen Vertrauens näher betrachtet. Hier konnte gezeigt werden, dass sowohl das Strukturniveau als auch das epistemische Vertrauen relevante Mediatoren für den Zusammenhang zwischen belastenden Kindheitserfahrungen und PTBS bzw. kPTBS darstellen, wobei insbesondere dem epistemischen Vertrauen eine bedeutsame Rolle zukommt.
Obwohl sich das Strukturniveau im Laufe des Lebens konsolidiert und im Allgemeinen als eine Summe stabiler, anlagebedingter mentaler Fähigkeiten betrachtet wird, finden sich vielfach Belege, dass diese durch hilfreiche Erfahrungen z. B. im Rahmen psychotherapeutischer Behandlungen positiv beeinflusst werden können. Es erfolgten daher Untersuchungen klinischer Stichproben, in denen beispielsweise für Patient:innen in psychosomatischer Rehabilitationsbehandlung gezeigt werden konnte, dass die Mentalisierungsfähigkeit einen potenziell kritischen Erfolgsfaktor für Symptomverbesserungen während der Rehabilitation darstellt und dass eine der Kernkomponenten zur Verbesserung der Mentalisierungsfähigkeit eine Reduktion des epistemischen Misstrauens war.
Die Relevanz der Persönlichkeitsfunktionen für chronische körperliche Erkrankungen wurde am Beispiel Diabetes mellitus veranschaulicht. Auch hier konnte erstmals gezeigt werden, dass der Zusammenhang zwischen belastenden Kindheitserfahrungen und Diabetes mit Beeinträchtigungen des Strukturniveaus verbunden ist. Gleichzeitig scheint das Strukturniveau assoziiert mit dem Zusammenhang von belastenden Kindheitserfahrungen und dem deutlich gehäuften Auftreten extrem belastender suizidaler Gedanken. Dies betont einmal mehr die in den letzten Jahren für den Umgang mit dem Diabetes zunehmend an Beachtung gewinnenden psychischen und psychosozialen Faktoren. Dass es zielführend sein kann, bei Patient:innen mit Diabetes und psychosozialen Belastungen, die über Standardangebote wie DMPs oder Diabetesschulungen nicht ausreichend erreicht werden, psychotherapeutische Angebote zu etablieren, die nicht nur gezielt die diabetesbezogenen und damit spezifischen Belastungen adressieren, sondern auch das Strukturniveau berücksichtigen, konnte ein RCT zeigen. Die psy PAD-Studie umfasste einen integrierten psychodynamisch orientierten psychotherapeutischen Behandlungsansatz, der die Reduktion von diabetesbezogenen Belastungen fokussierte und gleichzeitig das Strukturniveau berücksichtigte. Es konnte gezeigt werden, dass ein solcher Behandlungsansatz nicht nur die psychischen und diabetesbezogenen psychosozialen Belastungen reduziert, sondern auch die Stoffwechseleinstellung verbessert werden können. Zukünftige und aktuelle Studienvorhaben verfolgen diesen Ansatz weiter. Mit neuen Projekten wie der Ed-iPP-Studie, in welcher diabetesbezogene Belastungen aus der subjektiven Perspektive von Patient:innen mit Diabetes erfasst werden sollen, oder auch der DFG-geförderten minDBe-Studie, bei der die psy-PAD-Intervention an ein Gruppensetting adaptiert und als neues Versorgungsangebot in die kürzlich gegründeten psychosomatischen Institutsambulanzen (PsIA) implementiert werden soll, wird die Forschung und klinische Erprobung auch in den nächsten Jahren weiter vorangetrieben.
Der aktuelle Forschungsstand kann nur ein Anfang sein, um zugrundeliegende pathogene Mechanismen im Zusammenspiel von belastenden Kindheitserfahrungen mit psychischen Störungen und chronischen körperlichen Erkrankungen wie dem Diabetes besser zu verstehen. Die hier überwiegend vorliegenden Querschnittsuntersuchungen unterliegen einer Reihe methodischer Einschränkungen, die keine Kausalschlüsse zulassen. Longitudinale Studien sind notwendig, um neben assoziativen auch kausale Zusammenhänge nachzuweisen. Gleichzeitig bedarf es genauerer Betrachtungen der untersuchten Konstrukte, um besser verstehen zu lernen, wie genau diese sich störungs- und erkrankungsspezifisch auswirken. Neue Konstrukte wie das epistemische Vertrauen benötigen weithin Berücksichtigung in der klinischen Forschung, aber auch Praxis. Während mit der mentalisierungsbasierten und der strukturbezogenen Psychotherapie bereits spezifische Therapieangebote vorliegen, müssen Ansätze, die das epistemische Vertrauen fokussieren, erst noch entwickelt und die Relevanz des Konstruktes in verschiedenen psychotherapeutischen Settings untersucht werden. Erste Vorhaben hierhingehend sind bereits angelaufen oder befinden sich in Vorbereitung. Dabei sollten mit Blick auf die Bedeutsamkeit der Persönlichkeitsfunktionen zukünftig auch chronische körperliche Erkrankungen mehr in den Fokus genommen werden, insbesondere, aber eben nicht ausschließlich dann, wenn komorbide Psychopathologien vorliegen. Jedoch auch in der Abwesenheit einer diagnostizierbaren psychischen Störung sollte das Risiko eines durch beeinträchtigte Persönlichkeitsfunktionen gestörten Gesundheitsverhaltens in der Risikogruppe von Menschen mit belastenden Kindheitserfahrungen und chronischen körperlichen Erkrankungen stärker bedacht werden.
Die Analyse von unterschiedlichen Operationstechniken im Rahmen der Therapie bei primärer Mitralklappeninsuffizienz
(2023) Cetinkaya, Ayse
In der vorliegenden kumulativen Arbeit werden verschiedene Teilaspekte chirurgischer Operationstechniken bei der Therapie einer primären Mitralklappeninsuffizienz
behandelt.
In der vorliegenden ersten Analyse untersuchten wir die Langzeitergebnisse nach minimal-invasiver Mitralklappenchirurgie im Vergleich zur konventionellen Mitralklappenoperation über eine komplette mediane Sternotomie. Diese Arbeit bestätigt, dass die minimal-invasive Mitralklappenchirurgie im Vergleich zur offenen Mitralklappenoperation neben den kosmetischen Vorteilen mit einer hohen Rekonstruktionsrate der Mitralklappe, einer niedrigen Operationsmortalität und einem besseren Langzeitüberleben der Patienten verbunden ist. Die minimal-invasive Mitralklappenchirurgie ist somit das Verfahren der Wahl.
Lediglich eine ausgeprägte Trichterbrust, eine sehr starke Verkalkung des Mitralklappenanulus oder starke Lungenverwachsungen zählen zu den wenigen Limitationen der minimal-invasiven Operationstechnik, bei denen eine komplette mediane Sternotomie sinnvoll bleibt.
Die zweite Arbeit befasste sich speziell mit den prozedurbedingten Komplikationen der minimal-invasiven Operationstechnik. Die Lungenhernie ist eine mögliche Komplikation der minimal-invasiven Technik, welche insbesondere bei weiblichen Patienten häufig nicht frühzeitig erkannt wird. Bei unspezifischen Brustbeschwerden nach einer minimal invasiven Mitralklappenoperation sollte eine diagnostische Abklärung zum Ausschluss von Lungenhernien erfolgen. Die Computertomographie des Thorax gilt hierbei als Goldstandard. Bei einer symptomatischen Lungenhernie ist eine Brustwandrekonstruktion erforderlich; diese kann in den meisten Fällen mit autologem Material durchgeführt werden.
Die Technik zur intraoperativen Okklusion der Aorta ist ein weiterer wichtiger Diskussionspunkt in der minimal-invasiven Mitralklappenchirurgie – hierzu finden verschiedene Techniken wie die konventionelle, externe Aortenklemmung und das Endoclamp Anwendung. Die dritte Analyse von Daten aus unserem Zentrum zeigt, dass die Verwendung der Endoclamp Technik bei der minimal-invasiven Mitralklappenchirurgie eine geeignete und sichere Alternative zur konventionellen, externen Aortenklemme darstellt. Dies gilt insbesondere in Fällen, bei denen eine externe Aortenklemmung aufgrund von Verwachsungen nicht durchführbar ist.
In der Literatur ist eindrücklich belegt, dass bei der primären Mitralklappeninsuffizienz eine Mitralklappenrekonstruktion, wann immer möglich, einem Mitralklappenersatz vorzuziehen ist. Ein wichtiger Aspekt der Mitralklappenrekonstruktion ist die Stabilisierung des Mitralklappenanulus durch einen Anuloplastiering – hierbei werden im Allgemeinen offene, flexible oder geschlossene, semirigide Anuloplastieringe verwendet.
Die Ergebnisse der vierten vorgelegten Studie belegen vergleichbar gute Rekonstruktionsergebnisse nach der Implantation von offenen und geschlossenen Anuloplastieringen bei der Korrektur der Mitralklappeninsuffizienz mit entsprechender Verbesserung der Symptomatik der Patienten (NYHA-Klasse) unmittelbar nach der Behandlung sowie in der Langzeitbeobachtung von ~ 6 Jahren nach der Behandlung.
Ein Prolaps des posterioren Mitralklappensegels ist eine häufige Ursache der primären Mitralklappeninsuffizienz, welche entweder durch eine tri-/quadranguläre Resektion oder durch die Implantation von Loops korrigiert werden kann. Zusammenfassend zeigte die fünfte vorgelegte Studie ein vergleichbar gutes Langzeitüberleben sowohl für Patienten nach einer Loop-Implantation als auch für Patienten nach Resektion des posterioren Mitralklappensegels. Patienten nach einer Loop-Implantation hatten jedoch eine deutlich höhere Rekonstruktionsraten der Mitralklappe und eine geringere Komplikationsrate im Vergleich zu Patienten nach Resektion des posterioren Mitralklappensegels.
Bei einer durch Endokarditis bedingten Veränderung oder bei zunehmenden Restriktionen und/oder Mitralklappenrekonstruktion bei oft Verkalkungen nicht der Mitralklappe vielversprechend, so dass ein Mitralklappenprothesenersatz erforderlich werden kann. Hierbei werden sowohl biologische als auch mechanische Klappenprothesen implantiert. Trotz jahrzehntelanger Erfahrung wird die Wahl der Klappenprothesen weiterhin kontrovers diskutiert.
Biologische Klappenprothesen werden in der Regel bei älteren Patienten, deren Lebenserwartung kürzer als die erwartete Haltbarkeit der Klappenprothesen eingeschätzt wird, implantiert. Mechanische Klappenprothesen werden aufgrund der längeren Haltbarkeit bei jüngeren Patienten bevorzugt eingesetzt.
Die vorliegende sechste Arbeit bestätigt ein erhöhtes Blutungsrisiko nach der Implantation von mechanischen Klappenprothesen auf Grund der hierbei notwendigen Langzeitantikoagulation mit Phenprocoumon (Marcumar). Ein anfangs bestehender potenzieller Überlebensvorteil für Patienten, die einen biologischen Klappenprothesenersatz erhielten, wird über einem Zeitraum von 10 Jahren nach dem Eingriff zunehmend unbedeutend. Die Klappenwahl scheint daher für das Überleben des Patienten weniger entscheidend, als frühere Daten nahelegten. Vielmehr sind bei der Wahl der Klappenprothese Faktoren wie der Lebensstil des Patienten (zum Beispiel Pilot als Beruf, Kinderwunsch bei Frauen) oder Begleiterkrankungen wie Morbus Crohn, Colitis ulcerosa, bei denen eine Kontraindikation für eine lebenslange Antikoagulation mit Phenprocoumon (Marcumar) besteht, zu berücksichtigen.
Die Ergebnisse der vorliegenden sechsten Studie unterstützen somit die neu aufgenommenen und erweiterten Kriterien bei der Klappenprothesenwahl in den aktuellen Empfehlungen der gemeinsamen Leitlinien der europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC) und der europäischen Gesellschaft für Herz- und Thoraxchirurgie (EACTS) „2021 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease”.
Eine Trikuspidalklappeninsuffizienz entsteht häufig als Folge einer unbehandelten linksseitigen Klappenerkrankung. Das operative Vorgehen bei Patienten mit einer begleitenden milden bis moderaten Trikuspidalklappeninsuffizienz zusätzlich zur primären Mitralklappenerkrankung wird aktuell noch unterschiedlich behandelt, weil nach komplexeren Prozeduren mit gleichzeitiger Trikuspidalklappenrekonstruktion zur Mitralklappenchirurgie höhere Komplikationsraten im Vergleich zur isolierten Mitralklappenoperation befürchtet werden.
Die hier vorgestellte siebte Studie zeigt hingegen, dass eine begleitende Trikuspidalklappenrekonstruktion zusätzlich zu der Mitralklappenchirurgie ein sicheres und wirksames Verfahren mit guten Langzeitergebnissen ist. Damit stehen die Ergebnisse der hier vorliegenden Studie im Einklang mit der Klasse I C Empfehlung der gemeinsamen Leitlinien der europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC) und der europäischen Gesellschaft für Herz- und Thoraxchirurgie (EACTS) „2021 ESC/EACTS Guidelines for the management of valvular heart disease” zur simultanen Trikuspidalklappenrekonstruktion bei bestehender Indikation zur Operation der linksseitigen Klappen bei symptomatischen Patienten mit einem Durchmesser des Trikuspidalklappenanulus (TA) > 40 mm.
Die vorliegenden Arbeiten unterstreichen den heutigen Stellenwert der minimal invasiven Mitralklappenchirurgie als Goldstandard der Operationstechnik.
Auch komplexe Prozeduren wie eine gleichzeitige Trikuspidalklappenrekonstruktion zusätzlich zur Mitralklappenoperation sind leitliniengerecht mit guten Ergebnissen durchführbar.
Zentrumsübergreifende Studien, idealerweise in Form eines Mitralklappen-Registers, können zukünftig weitere Erkenntnisse zur Genese und Therapie der Mitralklappenvitien liefern.