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Off-lattice Boltzmann methods increase the flexibility and applicability of lattice Boltzmann methods by decoupling the discretizations of time, space, and particle velocities. However, the velocity sets that are mostly used in off-lattice Boltzmann simulations were originally tailored to on-lattice Boltzmann methods. In this contribution, we show how the accuracy and efficiency of weakly and fully compressible semi-Lagrangian off-lattice Boltzmann simulations is increased by velocity sets derived from cubature rules, i.e. multivariate quadratures, which have not been produced by the Gauss-product rule. In particular, simulations of 2D shock-vortex interactions indicate that the cubature-derived degree-nine D2Q19 velocity set is capable to replace the Gauss-product rule-derived D2Q25. Likewise, the degree-five velocity sets D3Q13 and D3Q21, as well as a degree-seven D3V27 velocity set were successfully tested for 3D Taylor-Green vortex flows to challenge and surpass the quality of the customary D3Q27 velocity set. In compressible 3D Taylor-Green vortex flows with Mach numbers Ma={0.5;1.0;1.5;2.0} on-lattice simulations with velocity sets D3Q103 and D3V107 showed only limited stability, while the off-lattice degree-nine D3Q45 velocity set accurately reproduced the kinetic energy provided by literature.
Hintergrund: Empirische Studien zeigen, dass mehr als zwei Drittel der Beschäftigten trotz Krankheit zur Arbeit gehen. Dieser sog. Präsentismus bringt sowohl gesundheitliche und motivationale Risiken für die Mitarbeiter als auch wirtschaftliche Risiken für die Organisation mit sich.
Ziel der Arbeit: Die durchgeführten Studien fokussieren Möglichkeiten zur Verringerung der negativen gesundheitlichen Effekte und entwickeln Maßnahmen zur generellen Vermeidung von Präsentismus am spezifischen Setting Hochschule.
Methode: An einer deutschen Hochschule erfolgte eine quantitative Befragung (n = 308) zur Prävalenz von Präsentismus, dessen Zusammenhang mit körperlichen Beschwerden untersucht wurde. Weiterhin wurden potenziell moderierende Effekte der Ressourcen Erholung, Achtsamkeit und Work-Life-Balance (WLB) betrachtet. Eine qualitative Studie explorierte auf Grundlage von Interviews (n = 11, qualitative Inhaltsanalyse) Gründe für Präsentismus und potenzielle Maßnahmen, um diesem entgegenzuwirken.
Ergebnisse: Die quantitativen Ergebnisse zeigen, dass Präsentismus im Hochschulkontext vertreten ist und körperliche Beschwerden begünstigt. Die Ressourcen Erholung, Achtsamkeit und WLB können bei hoher Ausprägung die negativen gesundheitlichen Effekte von Präsentismus abschwächen. Bei niedriger Ausprägung verstärken sie die Effekte. Die qualitative Analyse machte deutlich, dass quantitative Arbeitsbelastung, Pflichtgefühl sowie das Gefühl, noch leistungsfähig zu sein, zentrale Gründe für Präsentismus sind und zum Beispiel die Unterstützung eines gesundheitsförderlichen Organisationsklimas oder Vertretungsregelungen geeignete Gegenmaßnahmen darstellen.
Diskussion: Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund verhaltens- und verhältnispräventiver Maßnahmen diskutiert und praktische Implikationen abgeleitet.
Ghana suffers from frequent power outages, which can be compensated by off-grid energy solutions. Photovoltaic-hybrid systems become more and more important for rural electrification due to their potential to offer a clean and cost-effective energy supply. However, uncertainties related to the prediction of electrical loads and solar irradiance result in inefficient system control and can lead to an unstable electricity supply, which is vital for the high reliability required for applications within the health sector. Model predictive control (MPC) algorithms present a viable option to tackle those uncertainties compared to rule-based methods, but strongly rely on the quality of the forecasts. This study tests and evaluates (a) a seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA) algorithm, (b) an incremental linear regression (ILR) algorithm, (c) a long short-term memory (LSTM) model, and (d) a customized statistical approach for electrical load forecasting on real load data of a Ghanaian health facility, considering initially limited knowledge of load and pattern changes through the implementation of incremental learning. The correlation of the electrical load with exogenous variables was determined to map out possible enhancements within the algorithms. Results show that all algorithms show high accuracies with a median normalized root mean square error (nRMSE) <0.1 and differing robustness towards load-shifting events, gradients, and noise. While the SARIMA algorithm and the linear regression model show extreme error outliers of nRMSE >1, methods via the LSTM model and the customized statistical approaches perform better with a median nRMSE of 0.061 and stable error distribution with a maximum nRMSE of <0.255. The conclusion of this study is a favoring towards the LSTM model and the statistical approach, with regard to MPC applications within photovoltaic-hybrid system solutions in the Ghanaian health sector.
Validierung einer Web-Applikation zum Fern-Monitoring von Belastungs- und Erholungsparametern
(2020)
Simultan zur agilen Entwicklung einer Web-Applikation, die Parameter der Belastungs- und Beanspruchungssteuerung erfasst, wurden die implementierten Belastungs- und Erholungs-parameter an freiwilligen Testern/innen in der Praxis überprüft. Um sowohl die Applikation als auch die z.T. selbst entwickelten Kenngrößen auf ihre externe Validität hin zu bewerten, werden diese regressionsanalytisch bearbeitet.
Due to the use of fossil fuel resources, many environmental problems have been increasingly growing. Thus, the recent research focuses on the use of environment friendly materials from sustainable feedstocks for future fuels, chemicals, fibers and polymers. Lignocellulosic biomass has become the raw material of choice for these new materials. Recently, the research has focused on using lignin as a substitute material in many industrial applications. The antiradical and antimicrobial activity of lignin and lignin-based films are both of great interest for applications such as food packaging additives. DPPH assay was used to determine the antioxidant activity of Kraft lignin compared to Organosolv lignins from different biomasses. The purification procedure of Kraft lignin showed that double-fold selective extraction is the most efficient confirmed by UV-Vis, FTIR, HSQC, 31PNMR, SEC, and XRD. The antioxidant capacity was discussed regarding the biomass source, pulping process, and degree of purification. Lignin obtained from industrial black liquor are compared with beech wood samples: Biomass source influences the DPPH inhibition (softwood > grass) and the TPC (softwood < grass). DPPH inhibition affected by the polarity of the extraction solvent. Following the trend: ethanol > diethylether > acetone. Reduced polydispersity has positive influence on the DPPH inhibition. Storage decreased the DPPH inhibition but increased the TPC values. The DPPH assay was also used to discuss the antiradical activity of HPMC/lignin and HPMC/lignin/chitosan films. In both binary (HPMC/lignin) and ternary (HPMC/lignin/chitosan) systems the 5% addition showed the highest activity and the highest addition had the lowest. Both scavenging activity and antimicrobial activity are dependent on the biomass source; Organosolv of softwood > Kraft of softwood > Organosolv of grass. Lignins and lignin-containing films showed high antimicrobial activities against Gram-positive and Gram-negative bacteria at 35 °C and at low temperatures (0-7 °C). Purification of Kraft lignin has a negative effect on the antimicrobial activity while storage has positive effect. The lignin leaching in the produced films affected the activity positively and the chitosan addition enhances the activity for both Gram-positive and Gram-negative bacteria. Testing the films against food spoilage bacteria that grow at low temperatures revealed the activity of the 30% addition on HPMC/L1 film against both B. thermosphacta and P. fluorescens while L5 was active only against B. thermosphacta. In HPMC/lignin/chitosan films, the 5% addition exhibited activity against both food spoilage bacteria.
Data emerged as a central success factor for companies to benefit from digitization. However, the skills in successfully creating value from data – especially at the management level – are not always profound. To address this problem, several canvas models have already been designed. Canvas models are usually created to write down an idea in a structured way to promote transparency and traceability. However, some existing data science canvas models mainly address developers and are thus unsuitable for decision-makers and communication within interdisciplinary teams. Based on a literature review, we identified influencing factors that are essential for the success of data science projects. With the information gained, the Data Science Canvas was developed in an expert workshop and finally evaluated by practitioners to find out whether such an instrument could support data-driven value creation.
Bei untypischen Verhaltensweisen am Unfalltag ist allein aus dem objektiven Zurücklegen des Heimweges kein zweifelsfreier Rückschluss auf die erforderliche subjektive Handlungstendenz möglich. Den Zweifeln an einer den Versicherungsschutz rechtfertigenden Handlungstendenz kann im Falle eines untypischen Verlaufs nicht mit einer Beweiserleichterung begegnet werden.
The actomyosin system generates mechanical work with the execution of the power stroke, an ATP-driven, two-step rotational swing of the myosin-neck that occurs post ATP hydrolysis during the transition from weakly to strongly actin-bound myosin states concomitant with Pi release and prior to ADP dissociation. The activating role of actin on product release and force generation is well documented; however, the communication paths associated with weak-to-strong transitions are poorly characterized. With the aid of mutant analyses based on kinetic investigations and simulations, we identified the W-helix as an important hub coupling the structural changes of switch elements during ATP hydrolysis to temporally controlled interactions with actin that are passed to the central transducer and converter. Disturbing the W-helix/transducer pathway increased actin-activated ATP turnover and reduced motor performance as a consequence of prolonged duration of the strongly actin-attached states. Actin-triggered Pi release was accelerated, while ADP release considerably decelerated, both limiting maximum ATPase, thus transforming myosin-2 into a high-duty-ratio motor. This kinetic signature of the mutant allowed us to define the fractional occupancies of intermediate states during the ATPase cycle providing evidence that myosin populates a cleft-closure state of strong actin interaction during the weak-to-strong transition with bound hydrolysis products before accomplishing the power stroke.
Kommunikation gilt nicht ohne Grund als die Königsdisziplin im BGM. Hier gilt es, Mitarbeiter in einem ersten Schritt für das Thema Gesundheit zu sensibilisieren und mit relevanten Materialien zu informieren, um sie letztendlich zur Teilnahme an Gesundheitsangeboten zu motivieren. Diese drei Schritte empfehlen sich ebenfalls für die Kommunikation in digitalen Zeiten. Gesundheitsplattformen und/oder Gesundheits-Apps können die Kommunikation unterstützen. Das richtige Maß an Kommunikation stellt eine weitere Herausforderung in digitalen Zeiten dar, da Informationen in der Flut an E-Mails durchaus untergehen können. Eine Kombination aus Push- und Pull-Kommunikation hat sich hierbei bewährt, um bei Mitarbeitern das nötige Interesse für Gesundheit anzustoßen, damit diese dann eigenständig aus bestehenden Angeboten (Informationen, Kurse usw.) wählen.
Describing the elephant: a foundational model of human needs, motivation, behaviour, and wellbeing
(2020)
Models of basic psychological needs have been present and popular in the academic and lay literature for more than a century yet reviews of needs models show an astonishing lack of consensus. This raises the question of what basic human psychological needs are and if this can be consolidated into a model or framework that can align previous research and empirical study. The authors argue that the lack of consensus arises from researchers describing parts of the proverbial elephant correctly but failing to describe the full elephant. Through redefining what human needs are and matching this to an evolutionary framework we can see broad consensus across needs models and neatly slot constructs and psychological and behavioural theories into this framework. This enables a descriptive model of drives, motives, and well-being that can be simply outlined but refined enough to do justice to the complexities of human behaviour. This also raises some issues of how subjective well-being is and should be measured. Further avenues of research and how to continue building this model and framework are proposed.
Im Projekt wurden die Nachhaltigkeitspotentiale partizipativer landwirtschaftlicher Produktionskonzepte exemplarisch untersucht und der Versuch gemacht, deren Zufriedenheitspotential für Erzeuger und Bürger zu erfassen. Die landwirtschaftlichen Betriebe konnten dabei auf der Grundlage der Leitlinien der Sustainability Assessment of Food and Agriculture (SAFA) in den Dimensionen gute Unternehmensführung, ökologische Integrität, ökonomische Resilienz und soziales Wohlergehen bewertet werden. Die einzelnen Ergebnisse sind nach Dimensionen und korrespondierenden Indikatoren in diesem Working Paper beschrieben. Zudem konnten Handlungsempfehlungen auch dazu erarbeitet werden, wie Untersuchungen anhand der SAFA-Leitlinien erfolgreich durchgeführt werden können.
Open Innovation
(2020)
Autonomous driving enables new mobility concepts such as shared-autonomous services. Although significant re-search has been done on passenger-car interaction, work on passenger interaction with robo-taxis is still rare. In this paper, we tackle the question of how passengers experience robo-taxis as a service in real-life settings to inform the interaction design. We conducted a Wizard of Oz study with an electric vehicle where the driver was hidden from the passenger to simulate the service experience of a robo-taxi. 10 participants had the opportunity to use the simulated shared-autonomous service in real-life situations for one week. By the week's end, 33 rides were completed and recorded on video. Also, we flanked the study conducting interviews before and after with all participants. The findings provided insights into four design themes that could inform the service design of robo-taxis along the different stages including hailing, pick-up, travel, and drop-off.
This book shows in a comprehensive presentation how Bond Graph methodology can support model-based control, model-based fault diagnosis, fault accommodation, and failure prognosis by reviewing the state-of-the-art, presenting a hybrid integrated approach to Bond Graph model-based fault diagnosis and failure prognosis, and by providing a review of software that can be used for these tasks.
Augmented/Virtual Reality (AR/VR) is still a fragmented space to design for due to the rapidly evolving hardware, the interdisciplinarity of teams, and a lack of standards and best practices. We interviewed 26 professional AR/VR designers and developers to shed light on their tasks, approaches, tools, and challenges. Based on their work and the artifacts they generated, we found that AR/VR application creators fulfill four roles: concept developers, interaction designers, content authors, and technical developers. One person often incorporates multiple roles and faces a variety of challenges during the design process from the initial contextual analysis to the deployment. From analysis of their tool sets, methods, and artifacts, we describe critical key challenges. Finally, we discuss the importance of prototyping for the communication in AR/VR development teams and highlight design implications for future tools to create a more usable AR/VR tool chain.
For a sustainable development the electricity sector needs to be decarbonized. In 2017 only 54% of the West African households had access to the electrical grid. Thus, renewable sources should play a major role for the development of the power sector in West Africa. Above all, solar power shows highest potential of renewable energy sources. However, it is highly variable, depending on the atmospheric conditions. This study addresses the challenges for a solar based power system in West Africa by analyzing the atmospheric variability of solar power. For this purpose, two aspects are investigated. In the first part, the daily power reduction due to atmospheric aerosols is quantified for different solar power technologies. Meteorological data at six ground-based stations is used to model photovoltaic and parabolic trough power during all mostly clear-sky days in 2006. A radiative transfer model is combined with solar power model. The results show, that the reduction due to aerosols can be up to 79% for photovoltaic and up to 100% for parabolic trough power plants during a major dust outbreak. Frequent dust outbreaks occurring in West Africa would cause frequent blackouts if sufficient storage capacities are not available. On average, aerosols reduce the daily power yields by 13% to 22% for photovoltaic and by 22% to 37% for parabolic troughs. For the second part, long-term atmospheric variability and trends of solar irradiance are analyzed and their impact on photovoltaic yields is examined for West Africa. Based on a 35-year satellite data record (1983 - 2017) the temporal and spatial variability and general trend are depicted for global and direct horizontal irradiances. Furthermore, photovoltaic yields are calculated on a daily basis. They show a strong meridional gradient with highest values of 5 kWh/kWp in the Sahara and Sahel zone and lowest values in southern West Africa (around 4 kWh/kWp). Thereby, the temporal variability is highest in southern West Africa (up to around 18%) and lowest in the Sahara (around 4.5%). This implies the need of a North-South grid development, to feed the increasing demand on the highly populated coast by solar power from the northern parts of West Africa. Additionally, global irradiances show a long-term positive trend (up to +5 W/m²/decade) in the Sahara and a negative trend (up to -5 W/m²/decade) in southern West Africa. If this trend is continuing, the spatial differences in solar power potential will increase in the future. This thesis provides a better understanding of the impact of atmospheric variability on solar power in a challenging environment like West Africa, characterized by the strong influence of the African monsoon. Thereby, the importance of aerosols is pointed out. Furthermore, long-term changes of irradiance are characterized concerning their implications for photovoltaic power.
Bedingt durch die zunehmende Rohstoffknappheit rückt die Suche nach alternativen, nachhaltigen Rohstoffen immer mehr in den Vordergrund. Im Hinblick auf effiziente chemische Verwertbarkeit bietet Lignin zahlreiche Vorteile für verschiedene Anwendungsbereiche, beispielsweise für biobasierte Polyurethanbeschichtungen, etwa zum Korrosionsschutz. Wesentliche Probleme bei der Verwendung von Lignin ergeben sich durch die Heterogenität dieses Naturstoffes sowie durch dessen geringe Polymerisations-Kompatibilität mit Polyolefinen; beide Faktoren beeinflussen u. a die mechanischen Eigenschaften entsprechender Lignin-basierter Polymere. Zudem hängt die konkrete Struktur und damit auch die physikalisch/chemischen Eigenschaften des Lignins stark von der jeweiligen Rohstoffquelle sowie dem Extraktionsverfahren ab.
Ziel dieser Arbeit war die Strukturaufklärung unmodifizierter und modifizierter Kraft-Lignine (KL) und die Untersuchung der Reaktivität aromatischer wie aliphatischer Hydroxygruppen in Abhängigkeit vom pH-Wert. Hierzu wurden unmodifizierte KL aus Schwarzlauge extrahiert und nachfolgend zunächst einer Soxhlet-Extraktion unterzogen, um in Methyltetrahydrofuran lösliche Lignin-Bestandteile – vornehmlich mit aromatischem Charakter – zu gewinnen und so eine verbesserte Löslichkeit auch im bei der nachfolgenden Polyurethansynthese als Lösemittel verwendeten THF zu gewährleisten. Überdies wurden die extrahierten KL via Demethylierung von Methoxygruppen chemisch modifiziert. Zudem wurde mittels nasschemischer Methoden sowie mit differentieller UV/VIS-Spektroskopie die Anzahl an für die Polymerisation erforderliche Hydroxygruppen quantifiziert. Im Anschluss erfolgte, unter besonderer Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Nachhaltigkeitsaspekte, die Synthese Lignin-basierter und funktionalisierter Polyurethanbeschichtungen. Die Oberflächenfunktionalisierung gestattete die Verbesserung der Oberflächenhomogenität sowie - via blend formation - das Einbetten von TPM-Farbstoffen in die Coatings. Hinsichtlich des Einflusses des bei der Extraktion gewählten pH-Wertes (pH = 2 - 5) auf das Verhalten der so gewonnenen KL wurde eine Veränderung sowohl der Struktur der Lignine als auch deren thermischer Stabilität beobachtet. Zudem wurde nachgewiesen, dass mit steigendem pH-Wert die Funktionalität/Reaktivität der aromatischen wie aliphatischen Hydroxygruppen im Lignin zunimmt. Aus unmodifiziertem KL wurden erfolgreich homogene Lignin-basierte Polyurethan-Coatings (LPU-Coatings) synthetisiert; diese LPU-Coatings zeigten bei Verwendung von bei höheren pH-Werten extrahierten KL homogenere, hydrophobe Oberflächenbeschaffenheit sowie gute thermische Stabilität. Zusätzliche Modifizierung der KL durch Demethylierung führte wegen der gesteigerten Anzahl freier Hydroxygruppen zu moderater Reaktivitätssteigerung und damit zu weiterer Verbesserung der Oberflächeneigenschaften hinsichtlich einer homogenen Oberflächenstruktur und -brillanz. Im Hinblick auf den Aspekt der Nachhaltigkeit wurden durch Syntheseoptimierung - bestehend aus Einstellung der Rohstoff-Korngröße, Ultraschallbehandlung und Verwendung des kommerziellen trifunktionellen Polyetherpolyols Lupranol® 3300 in Kombination mit Desmodur® L75 - die Löslichkeit von Lignin im Polyol sowie die thermische Stabilität der LPU-Coatings erhöht. Im Zuge der Syntheseoptimierungen konnte durch verkürzte Trocknungszeiten Energieeinsparung erzielt werden; zudem ließen sich dabei die eingesetzten Mengen kommerziell erhältlicher Chemikalien verringern; beide Einsparungen führten zu Kostenreduktion. Zugleich ließ sich so nicht nur der KL-Anteil im Polymer-Coating erhöhen: Durch eine optimierte wirtschaftliche Einstufensynthese ließ sich die Umsetzung dieser Vorgehensweise auch im Rahmen industrieller Anwendungen vereinfachen. Das Einbetten ausgewählter TPM-Farbstoffe (Kristallviolett und Brilliantgrün) in die LPU-Coatings durch blend formation führte nachweislich zu antimikrobieller Wirkung der Oberflächenbeschichtung, ohne dass die Oberflächenbeschaffenheit an Homogenität verlor. Die im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten LPU-Coatings könnten zukünftig als Korrosionsschutz- und antimikrobielle-Beschichtungen ihre Anwendung finden, z. B. in der Landwirtschaft und im Bausektor.
Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit gewonnen Erkenntnisse liefern einen Beitrag zur strukturellen Aufklärung des komplexen Biopolymers Lignin. Darüber hinaus stellen die Untersuchungen und Ergebnisse eine Grundlage für eine nachhaltige Herstellung von Lignin-basierten Polymerbeschichtungen dar, die in Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen werden.
Turbulent compressible flows are traditionally simulated using explicit Eulerian time integration applied to the Navier-Stokes equations. However, the associated Courant-Friedrichs-Lewy condition severely restricts the maximum time step size. Exploiting the Lagrangian nature of the Boltzmann equation's material derivative, we now introduce a feasible three-dimensional semi-Lagrangian lattice Boltzmann method (SLLBM), which elegantly circumvents this restriction. Previous lattice Boltzmann methods for compressible flows were mostly restricted to two dimensions due to the enormous number of discrete velocities needed in three dimensions. In contrast, this Rapid Communication demonstrates how cubature rules enhance the SLLBM to yield a three-dimensional velocity set with only 45 discrete velocities. Based on simulations of a compressible Taylor-Green vortex we show that the new method accurately captures shocks or shocklets as well as turbulence in 3D without utilizing additional filtering or stabilizing techniques, even when the time step sizes are up to two orders of magnitude larger compared to simulations in the literature. Our new method therefore enables researchers for the first time to study compressible turbulent flows by a fully explicit scheme, whose range of admissible time step sizes is only dictated by physics, while being decoupled from the spatial discretization.
4GREAT is an extension of the German Receiver for Astronomy at Terahertz frequencies (GREAT) operated aboard the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). The spectrometer comprises four different detector bands and their associated subsystems for simultaneous and fully independent science operation. All detector beams are co-aligned on the sky. The frequency bands of 4GREAT cover 491-635, 890-1090, 1240-1525 and 2490-2590 GHz, respectively. This paper presents the design and characterization of the instrument, and its in-flight performance. 4GREAT saw first light in June 2018, and has been offered to the interested SOFIA communities starting with observing cycle 6.
Zur Beschreibung der Prävalenzen des für Deutschland relevanten Glücks- und Gewinnspiels finanziert der Bund u. a. den Forschungsbericht der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) „Glücksspielverhalten und Glücksspielsucht in Deutschland“, der alle zwei Jahre veröffentlicht wird.(1) Die BZgA ist eine Fachbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Gesundheit (BMG). Zudem fördert das BMG aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages den vom IFT Institut für Therapieforschung (IFT), eine gemeinnützige Gesellschaft mit beschränkter Haftung (gGmbH), jährlich herausgegebenen Jahresbericht der Deutschen Suchthilfestatistik (DSHS)(2) mit dem Titel Suchthilfe in Deutschland.3 Die dort veröffentlichten Ergebnisse fassen jeweils die aktuellen Ergebnisse der DSHS zusammen.
Fundamental hydrogen storage properties of TiFe-alloy with partial substitution of Fe by Ti and Mn
(2020)
TiFe intermetallic compound has been extensively studied, owing to its low cost, good volumetric hydrogen density, and easy tailoring of hydrogenation thermodynamics by elemental substitution. All these positive aspects make this material promising for large-scale applications of solid-state hydrogen storage. On the other hand, activation and kinetic issues should be amended and the role of elemental substitution should be further understood. This work investigates the thermodynamic changes induced by the variation of Ti content along the homogeneity range of the TiFe phase (Ti:Fe ratio from 1:1 to 1:0.9) and of the substitution of Mn for Fe between 0 and 5 at.%. In all considered alloys, the major phase is TiFe-type together with minor amounts of TiFe2 or \b{eta}-Ti-type and Ti4Fe2O-type at the Ti-poor and rich side of the TiFe phase domain, respectively. Thermodynamic data agree with the available literature but offer here a comprehensive picture of hydrogenation properties over an extended Ti and Mn compositional range. Moreover, it is demonstrated that Ti-rich alloys display enhanced storage capacities, as long as a limited amount of \b{eta}-Ti is formed. Both Mn and Ti substitutions increase the cell parameter by possibly substituting Fe, lowering the plateau pressures and decreasing the hysteresis of the isotherms. A full picture of the dependence of hydrogen storage properties as a function of the composition will be discussed, together with some observed correlations.
Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde eine praxisorientierte Methode entwickelt, die es ermöglicht, Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufzubereiten und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehaltes analysieren zu können. Die Extraktionsmethode wurde bereits für zwei Polymere, PA 12 und PE (Mulchfolienpartikel), mit Wiederfindungsraten von je 100 % für Partikel größer als 0,5 mm validiert. Für Partikel größer als 63 μm liegt die Wiederfindungsrate für PE-Mulchfolienpartikel bei 97 % beziehungs-weise für PA-Partikel bei 86 %. Weiterhin wurden verschiedene spektroskopische Detektions-methoden untersucht und hinsichtlich ihrer Potentiale und Grenzen miteinander verglichen. Dabei wurde festgestellt, dass die Digitalmikroskopie zwar sehr gut geeignet ist, die Farbe, Größe, Form und Anzahl der Partikel zu bestimmen, jedoch stark von der subjektiven Einschätzung abhängig ist. Sie sollte daher in jedem Fall mit einer weiteren Detektionsmethode kombiniert werden. In dieser Arbeit wurde hierzu die ATR-FTIR-Spektroskopie verwendet. Diese ermöglicht zusätzlich die Bestimmung des Polymertyps einzelner Partikel mit einer unteren Nachweisgrenze von 500 μm. Die Methode konnte auf insgesamt fünf landwirtschaftlich genutzten Flächen angewendet werden, wovon zwei konventionell und drei ökologisch bewirtschaftet werden. Um einen ersten Eindruck über die aktuelle Mikroplastik-Belastung von Agrarböden zu erhalten, wurden die mit Hilfe der in dieser Forschungsarbeit entwickelten Methode erhaltenen Ergebnisse extrapoliert und als Emissionskoeffizienten in verschiedenen Einheiten angegeben.
Der Beitrag untersucht, wie ein Präsenzlabor durch ein Remote-Labor ergänzt undersetzt werden kann. Dazu wird das Laborpraktikum Digitaltechnik der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg betrachtet, bei dem ein Remote-Labor Flexibilität bei der Versuchsdurchführung bietet und Versuche ermöglicht, die allein mit dem Präsenzlabor nicht möglich wären. Neben der Ergänzung der Präsenzversuche können Studie-rende das Praktikum auch komplett im Remote-Labor durchführen. Durch klare Anforderungen an die Erteilung eines Testats ist dies sowohl für sie als auch für Lehrende praktikabel zu handhaben. Rückmeldungen der Studierenden und Nutzungszahlen belegen die Akzeptanz des Remote-Labors. Dabei zeigt sich, dass die Studierenden sehr heterogen mit dem Remote-Labor umgehen: Einige von ihnen nutzen das Remote-Labor als zusätzliche Praktikumszeit für Versuche die auch im Präsenzlabor möglich wären; andere nutzen es als Erweiterung der Praktikumsmöglichkeit für Versuche, die nur im Remote-Labor möglich sind und wieder andere arbeiten intensiv im Remote-Labor und reichen auch das Praktikumsprotokoll elektronisch ein. Für Lehrende besteht über das Protokoll und die Auswertung der Nutzungsdaten ausreichende Sicherheit, um aktive Beteiligung am Praktikum zu testieren.
Among the celestial bodies in the Solar System, Mars currently represents the main target for the search for life beyond Earth. However, its surface is constantly exposed to high doses of cosmic rays (CRs) that may pose a threat to any biological system. For this reason, investigations into the limits of resistance of life to space relevant radiation is fundamental to speculate on the chance of finding extraterrestrial organisms on Mars. In the present work, as part of the STARLIFE project, the responses of dried colonies of the black fungus Cryomyces antarcticus Culture Collection of Fungi from Extreme Environments (CCFEE) 515 to the exposure to accelerated iron (LET: 200 keV/μm) ions, which mimic part of CRs spectrum, were investigated. Samples were exposed to the iron ions up to 1000 Gy in the presence of Martian regolith analogues. Our results showed an extraordinary resistance of the fungus in terms of survival, recovery of metabolic activity and DNA integrity. These experiments give new insights into the survival probability of possible terrestrial-like life forms on the present or past Martian surface and shallow subsurface environments.
Die Internationalisierung von Hochschulen muss mit passenden Angeboten für internationale Studierende einhergehen. Ein systemisches und kultursensitives Peer-Coaching kann internationale Studierende unterstützen, sich zu orientieren, zu integrieren und berufliche Ziele zu verwirklichen. Gleichzeitig entwickeln die zu Peer-Coaches ausgebildeten Studierenden Sensibilität für Diversität. Insgesamt wird ein kultursensitives Miteinander an der Hochschule gefördert.
Telepresence robots allow users to be spatially and socially present in remote environments. Yet, it can be challenging to remotely operate telepresence robots, especially in dense environments such as academic conferences or workplaces. In this paper, we primarily focus on the effect that a speed control method, which automatically slows the telepresence robot down when getting closer to obstacles, has on user behaviors. In our first user study, participants drove the robot through a static obstacle course with narrow sections. Results indicate that the automatic speed control method significantly decreases the number of collisions. For the second study we designed a more naturalistic, conference-like experimental environment with tasks that require social interaction, and collected subjective responses from the participants when they were asked to navigate through the environment. While about half of the participants preferred automatic speed control because it allowed for smoother and safer navigation, others did not want to be influenced by an automatic mechanism. Overall, the results suggest that automatic speed control simplifies the user interface for telepresence robots in static dense environments, but should be considered as optionally available, especially in situations involving social interactions.
