@article{Staat2021, author = {Staat, Manfred}, title = {An extension strain type Mohr-Coulomb criterion}, series = {Rock mechanics and rock engineering}, volume = {54}, journal = {Rock mechanics and rock engineering}, number = {12}, publisher = {Springer Nature}, address = {Cham}, issn = {1434-453X}, doi = {10.1007/s00603-021-02608-7}, pages = {6207 -- 6233}, year = {2021}, abstract = {Extension fractures are typical for the deformation under low or no confining pressure. They can be explained by a phenomenological extension strain failure criterion. In the past, a simple empirical criterion for fracture initiation in brittle rock has been developed. In this article, it is shown that the simple extension strain criterion makes unrealistic strength predictions in biaxial compression and tension. To overcome this major limitation, a new extension strain criterion is proposed by adding a weighted principal shear component to the simple criterion. The shear weight is chosen, such that the enriched extension strain criterion represents the same failure surface as the Mohr-Coulomb (MC) criterion. Thus, the MC criterion has been derived as an extension strain criterion predicting extension failure modes, which are unexpected in the classical understanding of the failure of cohesive-frictional materials. In progressive damage of rock, the most likely fracture direction is orthogonal to the maximum extension strain leading to dilatancy. The enriched extension strain criterion is proposed as a threshold surface for crack initiation CI and crack damage CD and as a failure surface at peak stress CP. Different from compressive loading, tensile loading requires only a limited number of critical cracks to cause failure. Therefore, for tensile stresses, the failure criteria must be modified somehow, possibly by a cut-off corresponding to the CI stress. Examples show that the enriched extension strain criterion predicts much lower volumes of damaged rock mass compared to the simple extension strain criterion.}, language = {en} } @article{Golland2021, author = {Golland, Alexander}, title = {Anforderungen an Transfer Impact Assessments bei Datentransfers in unsichere Drittl{\"a}nder}, series = {DSB Datenschutz-Berater}, volume = {45}, journal = {DSB Datenschutz-Berater}, number = {7-8}, publisher = {dfv Mediengruppe, Deutscher Fachverlag GmbH}, address = {Frankfurt am Main}, isbn = {0170-7256}, pages = {229 -- 231}, year = {2021}, language = {de} } @article{HennesLaumann2021, author = {Hennes, Philipp and Laumann, J{\"o}rg}, title = {Ansatz der Drehbehinderung aus Koppelpfetten mit d{\"u}nnwandigen kaltgeformten Z-Profilen}, series = {Stahlbau}, volume = {90}, journal = {Stahlbau}, number = {3}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, issn = {1437-1049}, doi = {10.1002/stab.202000104}, pages = {158 -- 168}, year = {2021}, language = {de} } @misc{Nahrstedt2021, type = {Master Thesis}, author = {Nahrstedt, Sarah}, title = {Any Cargo: Das Fahrrad als Hauptverkehrsmittel in der Stadt}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {216 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Durch die Urbanisierung, wird es in St{\"a}dten immer enger und der Verkehr nimmt zu. Das hat hohe Emissionen und Platzmangel zur Folge. In der Masterarbeit wurde die Abh{\"a}ngigkeit zum Auto in der Stadt hinterfragt und ein Konzept erarbeitet, welches die Autonutzung und den Autobesitz abl{\"o}st. Dabei entstand ein neuer Fahrradanh{\"a}nger, der eine multifunktionale Nutzung zul{\"a}sst und einen elektrischen Antrieb besitzt. Dadurch bietet er einen komfortablen Support im Alltag. Zudem wurde ein Gesch{\"a}ftskonzept entwickelt, welches erm{\"o}glicht, den Anh{\"a}nger mit einem digitalen Ausleihsystem unter Nachbarn oder Freunden zu teilen. Ein wichtiges Kriterium f{\"u}r das Produkt und den Service war, dass die Mobilit{\"a}t der Zukunft nicht nur nachhaltig sein soll, sondern auch Laune machen muss.}, language = {de} } @article{HunkerGossmannRamanetal.2021, author = {Hunker, Jan L. and Gossmann, Matthias and Raman, Aravind Hariharan and Linder, Peter}, title = {Artificial neural networks in cardiac safety assessment: Classification of chemotherapeutic compound effects on hiPSC-derived cardiomyocyte contractility}, series = {Journal of Pharmacological and Toxicological Methods}, volume = {111}, journal = {Journal of Pharmacological and Toxicological Methods}, number = {Article number 107044}, publisher = {Elsevier}, address = {New York}, issn = {1056-8719}, doi = {10.1016/j.vascn.2021.107044}, year = {2021}, language = {en} } @masterthesis{Mueller2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {M{\"u}ller, Elona}, title = {Aus den Augen aus dem Sinn?: Ein Bookazine deckt das Problem des Unsichtbaren M{\"u}lls auf}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, year = {2021}, abstract = {M{\"u}ll ist immer und {\"u}berall vorhanden - auch wenn wir ihn nicht sehen. Gerade unsichtbarer M{\"u}ll birgt f{\"u}r den Menschen und seine Umwelt erhebliche Gefahren, die durch seine Unsichtbarkeit irrelevant erscheinen. Die Publikation mit dem Titel mikromakro deckt durch verschiedene Artikel, Interviews und Texte die Gefahren auf, die durch den unsichtbaren M{\"u}ll entstehen. Ziel war es, eine Bookazine-Reihe zu konzipieren, die in sechs Ausgaben das Thema des unsichtbaren M{\"u}lls beleuchtet. Die erste Ausgabe zum Thema Kunststoff wurde exemplarisch gestaltet. Zus{\"a}tzlich zum redaktionellen Teil untermauern Infografiken die Texte faktisch und Fotoserien emotional. Da unsichtbarer M{\"u}ll auf zwei Ebenen zu finden ist - der Makro- (groß) und Mikroebene (klein) - wurde die Publikation inhaltlich zweigeteilt, sodass sich das Layout und die Fotoserien vom Mikro- und Makroteil unterscheiden. }, language = {de} } @article{GorzalkaSchmiedtSchorn2021, author = {Gorzalka, Philip and Schmiedt, Jacob Estevam and Schorn, Christian}, title = {Automated Generation of an Energy Simulation Model for an Existing Building from UAV Imagery}, series = {Buildings}, volume = {11}, journal = {Buildings}, number = {9}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, issn = {2075-5309}, doi = {10.3390/buildings11090380}, pages = {15 Seiten}, year = {2021}, abstract = {An approach to automatically generate a dynamic energy simulation model in Modelica for a single existing building is presented. It aims at collecting data about the status quo in the preparation of energy retrofits with low effort and costs. The proposed method starts from a polygon model of the outer building envelope obtained from photogrammetrically generated point clouds. The open-source tools TEASER and AixLib are used for data enrichment and model generation. A case study was conducted on a single-family house. The resulting model can accurately reproduce the internal air temperatures during synthetical heating up and cooling down. Modelled and measured whole building heat transfer coefficients (HTC) agree within a 12\% range. A sensitivity analysis emphasises the importance of accurate window characterisations and justifies the use of a very simplified interior geometry. Uncertainties arising from the use of archetype U-values are estimated by comparing different typologies, with best- and worst-case estimates showing differences in pre-retrofit heat demand of about ±20\% to the average; however, as the assumptions made are permitted by some national standards, the method is already close to practical applicability and opens up a path to quickly estimate possible financial and energy savings after refurbishment.}, language = {en} } @article{GriegerSchwabedalWendeletal.2021, author = {Grieger, Niklas and Schwabedal, Justus T. C. and Wendel, Stefanie and Ritze, Yvonne and Bialonski, Stephan}, title = {Automated scoring of pre-REM sleep in mice with deep learning}, series = {Scientific Reports}, volume = {11}, journal = {Scientific Reports}, number = {Art. 12245}, publisher = {Springer Nature}, address = {London}, issn = {2045-2322}, doi = {10.1038/s41598-021-91286-0}, year = {2021}, abstract = {Reliable automation of the labor-intensive manual task of scoring animal sleep can facilitate the analysis of long-term sleep studies. In recent years, deep-learning-based systems, which learn optimal features from the data, increased scoring accuracies for the classical sleep stages of Wake, REM, and Non-REM. Meanwhile, it has been recognized that the statistics of transitional stages such as pre-REM, found between Non-REM and REM, may hold additional insight into the physiology of sleep and are now under vivid investigation. We propose a classification system based on a simple neural network architecture that scores the classical stages as well as pre-REM sleep in mice. When restricted to the classical stages, the optimized network showed state-of-the-art classification performance with an out-of-sample F1 score of 0.95 in male C57BL/6J mice. When unrestricted, the network showed lower F1 scores on pre-REM (0.5) compared to the classical stages. The result is comparable to previous attempts to score transitional stages in other species such as transition sleep in rats or N1 sleep in humans. Nevertheless, we observed that the sequence of predictions including pre-REM typically transitioned from Non-REM to REM reflecting sleep dynamics observed by human scorers. Our findings provide further evidence for the difficulty of scoring transitional sleep stages, likely because such stages of sleep are under-represented in typical data sets or show large inter-scorer variability. We further provide our source code and an online platform to run predictions with our trained network.}, language = {en} } @masterthesis{Jeiter2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Jeiter, Clara}, title = {AVES ­- die Evolution der V{\"o}gel : Design einer Naturkundeausstellung}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {110 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Der Tyrannosaurus-Rex ist der Uronkel des Haushuhns. Eine evolution{\"a}re Tatsache, die in Erstaunen versetzt. Vielen Menschen ist nicht bekannt, dass die heutigen V{\"o}gel von einem Zweig der fleischfressenden Dinosaurier, den Theropoden, abstammen. Die Bachelorarbeit mit dem Titel „AVES ­- Die Evolution der V{\"o}gel" zeigt die Entwicklung von der laufenden Echse hin zum fliegenden Vogel mittels einer Naturkundeausstellung. Dabei handelt es sich um eine Sonderausstellung, die sich f{\"u}r die Pr{\"a}sentation in musealen Institutionen eignet. Die chronologisch aufgebaute Ausstellung gliedert sich in sechs Zeitepochen, von der Urzeit bis hin zur Jetztzeit. Diese sind farblich und typografisch so gestaltet, dass sie den Besuchenden eine optimale Orientierung bieten. Hierbei f{\"u}gen sich einige gestalterische Elemente zusammen, wie plakative Tierillustrationen, die Themeninhalte untermalen, Waldkulissen und auditive Elemente, die eine Raumatmosph{\"a}re bilden. Die Ausstellung soll die Besuchenden durch die besondere Atmosph{\"a}re nicht nur emotional erreichen, sondern auch das inhaltliche Verst{\"a}ndnis f{\"o}rdern und festigen.}, language = {de} } @masterthesis{Steffens2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Steffens, Nina}, title = {Bahn-Buddy: Informative Gamification Reiseapp f{\"u}r die DB f{\"u}r Kinder}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {91 Seiten}, year = {2021}, abstract = {„Bahn-Buddy" ist eine App, die Kindern bei Bahnfahrten auf unterhaltsame Weise ihre Umgebung n{\"a}herbringt. Dabei wird mit GPS gearbeitet, um die Inhalte der App auf die jeweilige Bahnstrecke abzustimmen. Verschiedene Minispiele und Infoscreens sollen der Fahrt ein interaktiveres Gef{\"u}hl verleihen und somit die gef{\"u}hlte Fahrzeit f{\"u}r die Zielgruppe reduzieren. Den Kindern soll dabei auf eine spielerische Art und Weise Wissen {\"u}ber das Land, aber auch {\"u}ber alternative Verkehrsmittel und den Einfluss des Verkehrs auf die Umwelt vermittelt werden. Ziel ist es, die generelle Erfahrung des Bahnfahrens positiver zu gestalten. Dies soll zu einer fr{\"u}hen Kundenbindung f{\"u}hren und durch den geringeren CO2-Ausstoß bei Reisen mit der Bahn einen positiven Effekt auf die Umwelt haben.}, language = {de} } @masterthesis{Vels2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Vels, Lina}, title = {Bauwerk Stadt: Konzeption eines digitalen Informationsmediums zum Thema Urban Mining}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {123 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Architekten und Ingenieure entwerfen h{\"a}ufig Geb{\"a}ude, ohne zu ber{\"u}cksichtigen, wie die verwendeten Baumaterialien nach ihrer Nutzung zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen. Daher gelangen Rohstoffe {\"u}ber den Lebenszyklus eines Produkts nicht hinaus oder nicht in den Produktionsprozess zur{\"u}ck. »Bauwerk Stadt« ist ein digitaler Leitfaden, der durch Bewertungssysteme zur Klassifizierung von Produkten beitr{\"a}gt und so den Wert sowie die potenzielle Abbauw{\"u}rdigkeit des Materials ermittelt. Ebenso wird auf der Webseite ein umfassendes Bild der Thematik vermittelt: von der Planung {\"u}ber die Realisierung bis hin zum R{\"u}ckbau. Durch dokumentarische Texte in modularen Boxen und animierte Grafiken, die selbst zur Architektur werden, werden gewissenhaft Informationen dargeboten. Die dynamisch gestaltete Webseite soll bei der Planung zum nachhaltigen Bauen helfen und so umsetzbare Handlungsm{\"o}glichkeiten aufzeigen sowie das Recyceln unterst{\"u}tzen.}, language = {de} } @book{Timme2021, author = {Timme, Michael}, title = {BGB Crashkurs: der sichere Weg durch die Pr{\"u}fung}, edition = {6. Auflage}, publisher = {C.H. Beck}, address = {M{\"u}nchen}, isbn = {978-3-406-77349-5}, pages = {160 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Dieser "Crashkurs" eignet sich ausgezeichnet f{\"u}r die kompakte Wiederholung und die zielgerichtete Pr{\"u}fungsvorbereitung. Das Buch ist aufgrund seiner fallbezogenen Ausrichtung vor allem f{\"u}r Anf{\"a}nger gedacht, eignet sich aber auch f{\"u}r fortgeschrittene Studierende zur kompakten Wiederholung. Einfache Merks{\"a}tze, F{\"a}lle, {\"U}bersichten, Definitionen und kurze Zusammenfassungen lassen sich leicht einpr{\"a}gen und geben Sicherheit f{\"u}r die Pr{\"u}fung. Vorteile auf einen Blick: Das wichtigste BGB-Know-how als Repetitorium vor der Pr{\"u}fung, mit erprobten Merks{\"a}tzen und kurzen Zusammenfassungen, Fall f{\"u}r Fall sicher durch die Pr{\"u}fung}, language = {de} } @masterthesis{Mas2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Mas, Mich{\`e}le}, title = {Biological Cocoon: Gestaltung des k{\"u}nstlichen Fr{\"u}hgeborenenuterus unter Aspekt der User Experience}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {256 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Vor der 37. Schwangerschaftswoche geborene Babys gelten als Fr{\"u}hgeborene, was Stand 2010 weltweit auf jedes zehnte Neugeborene zutrifft. Komplikationen f{\"u}hrten 2015 zu einer Million Todesf{\"a}lle. Die {\"U}berlebenden leiden trotz medizinischer Versorgung an den direkten oder sp{\"a}ten Folgen. Weltweit wird an einem k{\"u}nstlichen Uterus geforscht. Biological Cocoon ist - basierend auf neuestem Forschungsstand und bei Betreuung im Perinatalzentrum - f{\"u}r Fr{\"u}hgeborene ab der 22. bis 35. Schwangerschaftswoche konzipiert. Durch Nachahmung nat{\"u}rlicher Gegebenheiten wird die Entwicklung deutlich verbessert, wie zum Beispiel durch das Abspielen der Ger{\"a}usche im Mutterleib. Die Eltern werden mit einbezogen und f{\"o}rdern die Weiterentwicklung besonders durch Interaktion mit ihrem Fr{\"u}hgeborenen vor Ort und auf Distanz per App. Biological Cocoon macht die Behandlung angenehm. Sp{\"a}tfolgen beim Neugeborenen werden vermieden.}, language = {de} } @article{OliveiraMolinnusBegingetal.2021, author = {Oliveira, Danilo A. and Molinnus, Denise and Beging, Stefan and Siqueira Jr, Jos{\´e} R. and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Biosensor Based on Self-Assembled Films of Graphene Oxide and Polyaniline Using a Field-Effect Device Platform}, series = {physica status solidi (a) applications and materials science}, volume = {218}, journal = {physica status solidi (a) applications and materials science}, number = {13}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {1862-6319}, doi = {10.1002/pssa.202000747}, pages = {1 -- 9}, year = {2021}, abstract = {A new functionalization method to modify capacitive electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) structures with nanofilms is presented. Layers of polyallylamine hydrochloride (PAH) and graphene oxide (GO) with the compound polyaniline:poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) (PANI:PAAMPSA) are deposited onto a p-Si/SiO2 chip using the layer-by-layer technique (LbL). Two different enzymes (urease and penicillinase) are separately immobilized on top of a five-bilayer stack of the PAH:GO/PANI:PAAMPSA-modified EIS chip, forming a biosensor for detection of urea and penicillin, respectively. Electrochemical characterization is performed by constant capacitance (ConCap) measurements, and the film morphology is characterized by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). An increase in the average sensitivity of the modified biosensors (EIS-nanofilm-enzyme) of around 15\% is found in relation to sensors, only carrying the enzyme but without the nanofilm (EIS-enzyme). In this sense, the nanofilm acts as a stable bioreceptor onto the EIS chip improving the output signal in terms of sensitivity and stability.}, language = {en} } @article{HeelDiktaBraekers2021, author = {Heel, Mareike van and Dikta, Gerhard and Braekers, Roel}, title = {Bootstrap based goodness‑of‑fit tests for binary multivariate regression models}, series = {Journal of the Korean Statistical Society}, volume = {51}, journal = {Journal of the Korean Statistical Society}, publisher = {Springer Nature}, address = {Singapur}, issn = {2005-2863 (Online)}, doi = {10.1007/s42952-021-00142-4}, pages = {28 Seiten}, year = {2021}, abstract = {We consider a binary multivariate regression model where the conditional expectation of a binary variable given a higher-dimensional input variable belongs to a parametric family. Based on this, we introduce a model-based bootstrap (MBB) for higher-dimensional input variables. This test can be used to check whether a sequence of independent and identically distributed observations belongs to such a parametric family. The approach is based on the empirical residual process introduced by Stute (Ann Statist 25:613-641, 1997). In contrast to Stute and Zhu's approach (2002) Stute \& Zhu (Scandinavian J Statist 29:535-545, 2002), a transformation is not required. Thus, any problems associated with non-parametric regression estimation are avoided. As a result, the MBB method is much easier for users to implement. To illustrate the power of the MBB based tests, a small simulation study is performed. Compared to the approach of Stute \& Zhu (Scandinavian J Statist 29:535-545, 2002), the simulations indicate a slightly improved power of the MBB based method. Finally, both methods are applied to a real data set.}, language = {en} } @book{DiktaScheer2021, author = {Dikta, Gerhard and Scheer, Marsel}, title = {Bootstrap Methods: With Applications in R}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {978-3-030-73480-0}, doi = {10.1007/978-3-030-73480-0}, pages = {XVI, 256 Seiten}, year = {2021}, abstract = {This book provides a compact introduction to the bootstrap method. In addition to classical results on point estimation and test theory, multivariate linear regression models and generalized linear models are covered in detail. Special attention is given to the use of bootstrap procedures to perform goodness-of-fit tests to validate model or distributional assumptions. In some cases, new methods are presented here for the first time. The text is motivated by practical examples and the implementations of the corresponding algorithms are always given directly in R in a comprehensible form. Overall, R is given great importance throughout. Each chapter includes a section of exercises and, for the more mathematically inclined readers, concludes with rigorous proofs. The intended audience is graduate students who already have a prior knowledge of probability theory and mathematical statistics.}, language = {en} } @masterthesis{Wichmann2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Wichmann, Hanna}, title = {Bordsteinkanten: Dokumentation {\"u}ber das Leben als Mensch mit einer Behinderung}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {45 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Fast jeder zehnte Mensch in Deutschland hat eine Behinderung. Dennoch gibt es gegen{\"u}ber diesen Personen eine Menge Vorurteile und unangemessenes Verhalten. Dieses Projekt befasst sich mit der Frage, wie Menschen mit einer Behinderung leben, wie sie denken und welche Rolle Barrieren in ihrem Alltag spielen. Dazu wurden Personen mit unterschiedlichen Lebenseinstellungen und Behinderungen portr{\"a}tiert. Die Arbeit dokumentiert, inwieweit die Behinderung in ihr Leben und in ihre Pers{\"o}nlichkeit mit einspielt. Die Bilderserie in Kombination mit einem Textteil als Printmedium wird erg{\"a}nzt durch eine Audiodatei. Dieses Zusammenspiel ist wichtig, um eine Barrierefreiheit der Arbeit zu gew{\"a}hrleisten. Auch die Bindungsform und Schriftgestaltung orientieren sich an barrierefreier Gestaltung. Das Projekt tr{\"a}gt dazu bei, Barrieren aufzuheben - sowohl in unseren K{\"o}pfen als auch an Bordsteinkanten.}, language = {de} } @masterthesis{Weber2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Weber, Jana}, title = {Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin: Entwicklung eines neuen Erscheinungsbildes}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {125 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Die Pflanzenvielfalt der Erde steht im Fokus aller Aktivit{\"a}ten am Botanischen Garten und Botanischen Museum Berlin (BGBM). Umfangreiche wissenschaftliche Sammlungen bilden zusammen mit den historischen Garten- und Gew{\"a}chshausanlagen, dem Museum und einer modernen Forschungsinfrastruktur die Grundlage f{\"u}r die dortige Arbeit. Dar{\"u}ber hinaus tr{\"a}gt das BGBM mit seinen Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu nationalen und internationalen Biodiversit{\"a}tsprogrammen bei. Umso wichtiger ist es, der Einrichtung ein klares und modernes Auftreten zu geben. Das neue Erscheinungsbild l{\"a}sst Garten und Museum durch eine rahmende Typografie zu einer Einheit werden und kommuniziert so auch gleichzeitig das Leitbild der Einrichtung, als „Schaufenster in die Pflanzenwelt" zu dienen. Es positioniert das BGBM zum einen als wissenschaftliche Institution und zum anderen als farbenfrohes Ausflugsziel und Erholungsort.}, language = {de} } @article{Golland2021, author = {Golland, Alexander}, title = {Bußgelder wegen Datenschutzverst{\"o}ßen - Vermeidung und Verteidigung. Deutsche Aufsichtsbeh{\"o}rden setzen seit vergangenem Jahr zunehmend auf Sanktion}, series = {NWB Steuer- und Wirtschaftsrecht}, volume = {36}, journal = {NWB Steuer- und Wirtschaftsrecht}, publisher = {NWB-Verl.}, address = {Herne}, isbn = {0028-3460}, pages = {2678 -- 2687}, year = {2021}, language = {de} } @article{JablonskiPoghossianSeverinetal.2021, author = {Jablonski, Melanie and Poghossian, Arshak and Severin, Robin and Keusgen, Michael and Wege, Christian and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Capacitive Field-Effect Biosensor Studying Adsorption of Tobacco Mosaic Virus Particles}, series = {Micromachines}, volume = {12}, journal = {Micromachines}, number = {1}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/mi12010057}, pages = {Artikel 57}, year = {2021}, abstract = {Plant virus-like particles, and in particular, tobacco mosaic virus (TMV) particles, are increasingly being used in nano- and biotechnology as well as for biochemical sensing purposes as nanoscaffolds for the high-density immobilization of receptor molecules. The sensitive parameters of TMV-assisted biosensors depend, among others, on the density of adsorbed TMV particles on the sensor surface, which is affected by both the adsorption conditions and surface properties of the sensor. In this work, Ta₂O₅-gate field-effect capacitive sensors have been applied for the label-free electrical detection of TMV adsorption. The impact of the TMV concentration on both the sensor signal and the density of TMV particles adsorbed onto the Ta₂O₅-gate surface has been studied systematically by means of field-effect and scanning electron microscopy methods. In addition, the surface density of TMV particles loaded under different incubation times has been investigated. Finally, the field-effect sensor also demonstrates the label-free detection of penicillinase immobilization as model bioreceptor on TMV particles.}, language = {en} }