Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation
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Salts and proteins comprise two of the basic molecular components of biological materials. Kosmotropic/chaotropic co-solvation and matching ion water affinities explain basic ionic effects on protein aggregation observed in simple solutions. However, it is unclear how these theories apply to proteins in complex biological environments and what the underlying ionic binding patterns are. Using the positive ion Ca2+ and the negatively charged membrane protein SNAP25, we studied ion effects on protein oligomerization in solution, in native membranes and in molecular dynamics (MD) simulations. We find that concentration-dependent ion-induced protein oligomerization is a fundamental chemico-physical principle applying not only to soluble but also to membrane-anchored proteins in their native environment. Oligomerization is driven by the interaction of Ca2+ ions with the carboxylate groups of aspartate and glutamate. From low up to middle concentrations, salt bridges between Ca2+ ions and two or more protein residues lead to increasingly larger oligomers, while at high concentrations oligomers disperse due to overcharging effects. The insights provide a conceptual framework at the interface of physics, chemistry and biology to explain binding of ions to charged protein surfaces on an atomistic scale, as occurring during protein solubilisation, aggregation and oligomerization both in simple solutions and membrane systems.
Noncooperative Game Theory
(2016)
Wireless sensor networks are widely used in a variety of fields including industrial environments. In case of a clustered network the location of cluster head affects the reliability of the network operation. Finding of the optimum location of the cluster head, therefore, is critical for the design of a network. This paper discusses the optimisation approach, based on the brute force algorithm, in the context of topology optimisation of a cluster structure centralised wireless sensor network. Two examples are given to verify the approach that demonstrate the implementation of the brute force algorithm to find an optimum location of the cluster head.
Die Prognose über den Studienerfolg von Studierenden in MINT-Fächern wird häufig an ihre Prüfungsleistungen in mathematischen und naturwissenschaftlichen Veranstaltungen geknüpft. Die Relevanz von sprachlichen Kompetenzen, insbesondere der Textrezeption und -produktion, für Studium und Berufstätigkeit, gerade auch in ingenieurwissenschaftlichen Betätigungsfeldern, wird sowohl von den Studierenden als auch von Dozent*innen nicht erkannt oder zurückgestellt.
The mechanical properties of plastic components, especially if they are made of semi-crystalline polymers, are considerably influenced by the process conditions. The degree of crystallization influences thermal and mechanical properties. Even more important is the orientation of molecules due to stretching of the polymer melt. Anisotropic material properties are the result of such orientations. Up to now all these effects are not considered within the simulation models of blow molded parts.
Reliable and regional differentiated power forecasts are required to guarantee an efficient and economic energy transition towards renewable energies. Amongst other renewable energy technologies, e.g. wind mills, photovoltaic systems are an essential component of this transition being cost-efficient and simply to install. Reliable power forecasts are however required for a grid integration of photovoltaic systems, which among other data requires high-resolution spatio-temporal global irradiance data. Hence the generation of robust reviewed global irradiance data is an essential contribution for the energy transition.
We present a new multi-pixel high resolution (R ≳ 107) spectrometer for the Stratospheric Observatory for Far-Infrared Astronomy (SOFIA). The receiver uses 2 × 7-pixel subarrays in orthogonal polarization, each in an hexagonal array around a central pixel. We present the first results for this new instrument after commissioning campaigns in May and December 2015 and after science observations performed in May 2016. The receiver is designed to ultimately cover the full 1.8−2.5 THz frequency range but in its first implementation, the observing range was limited to observations of the [CII] line at 1.9 THz in 2015 and extended to 1.83−2.07 THz in 2016. The instrument sensitivities are state-of-the-art and the first scientific observations performed shortly after the commissioning confirm that the time efficiency for large scale imaging is improved by more than an order of magnitude as compared to single pixel receivers. An example of large scale mapping around the Horsehead Nebula is presented here illustrating this improvement. The array has been added to SOFIA’s instrument suite already for ongoing observing cycle 4.
Unternehmen im Maschinenbau realisieren Sicherheitsfunktionen immer mehr durch die Anwendungsprogrammierung von sicherheitsgerichteten Steuerungen. Die aktuellen Normen DIN EN ISO 13849 und DIN EN 62061 definieren erstmals auch Anforderungen an die Softwareentwicklung von Sicherheitsfunktionen. Dadurch sollen gefährliche systematische Fehler in der sicherheitsbezogenen Anwendungssoftware für eine Maschine vermieden werden. Wesentliche Anforderung dieser Normen ist, einen strukturierten Entwicklungsprozess einzuhalten: das V-Modell. Auch die weiteren Anforderungen zu fehlervermeidenden und -beherrschenden Maßnahmen bei der Entwicklung sind in den Normen wie üblich sehr allgemein gehalten. Zudem gibt es bislang wenige publizierte Beispiele und Vorschläge für die Umsetzung dieser Anforderungen. Daher ist die Interpretation der Normen bei der Softwareentwicklung im Maschinenbau oft unklar und bereitet Schwierigkeiten in der Umsetzung. Dies war der Anlass für ein von der DGUV gefördertes und an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg durchgeführtes Projekt (FF-FP0319, Laufzeit 2011 bis 2013). In dem Projekt wurde gemeinsam mit regionalen Maschinenbauunternehmen eine praktisch anwendbare Entwicklungsmethode – die Matrixmethode des IFA – hergeleitet und in einem Forschungsbericht mit vielen Beispielen dokumentiert. Dieser Forschungsbericht bildet den Kern des vorliegenden IFA Reports. Mit der hier dargestellten Matrixmethode des IFA kann Anwendungssoftware von Sicherheitsfunktionen normgerecht spezifiziert, validiert und dokumentiert werden. Darüber hinaus vermittelt der Report weitere Informationen rund um Anwendungsprogrammierung für sicherheitsbezogene Maschinensteuerungen. Der Aufwand für die Anwendungsprogrammierung ist bei Standardsteuerungen typischerweise höher als für zertifizierte Sicherheitssteuerungen. Daher beziehen sich mehrere Kapitel des Reports auf die Anwendung von Standardsteuerungen. Zur effizienten Anwendung der Matrixmethode entwickelt das IFA ein Softwaretool namens SOFTEMA. Die Beispiele des Reports sind zum Download verfügbar und können mit SOFTEMA betrachtet werden.
Gleichlaufgelenke als Teil der Antriebswellen (Seitenwellen und Längswellen) sind in allen maßgeblichen Triebstrangkonfigurationen im direkten Leistungsfluss angeordnet. Ihre Hauptfunktion ist die Übertragung einer Antriebsleistung unter Ermöglichung von Abbeugung und Axialverschiebung. Dieser Beitrag soll einen Überblick zu den wesentlichen, auf dem heutigen Markt verbreiteten Bauweisen und ihren jeweiligen Einsatzgebieten geben. Besonders berücksichtigt werden hierbei neue Gelenkkonzepte, die sich aufgrund ihrer besonderen Gestaltung durch deutlich höhere Wirkungsgrade auszeichnen. Der Einfluss auf den Energieverbrauch soll quantifiziert werden, hierzu wird ein neuartiger Berechnungsansatz vorgestellt, der eine einfache Abschätzung des Einflusses von Wirkungsgradverbesserungen auf den Energieverbrauch für verschiedener Antriebskonzepte (ICE / Hybrid / E-Fahrzeuge) erlaubt.
Sharpening the Educational Toolset - Promoting Professional Development of University Lecturers
(2016)
Digitaltechnik
(2016)
Tierexperimentell konnte nachgewiesen werden, dass spezifische Ionenkanäle (vor allem TRPA1) des nozizeptiven Systems nachhaltig durch die Exposition mit blauem Licht moduliert werden können. Durch Nachweis der Wirksamkeit von nicht-visuellen Effekten einer Lichtexposition auf Somatosensorik und Nozizeption beim Menschen könnte der Einsatz einer Lichttherapie bei Patienten mit Erkrankungen des somatosensorischen Systems, insbesondere neuropathischen Schmerzen, von großer Bedeutung sein.