TY - RPRT A1 - Hagemann, Hans-Jürgen A1 - Cardinal, Peter A1 - Gartzen, Johannes A1 - Köhler, Bernd A1 - Petschke, U. A1 - Reißmann, Günter T1 - Laser-Mikrostrukturierung von BaTiO3 Grünfolien und Keramiken : Abschlußbericht ; gefördert mit Mitteln aud dem Programm "Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen" des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft, Forschung N2 - An BaTiO3 Keramik als Modellsubstanz und mit Nd:YAG- und Excimer-Lasern wurde die Mikrostrukturierung von Grünkörperpreßlingen, deren Schrumpfungsverhalten beim Sintern und die Mikrostrukturierung von gesinterten Keramiken untersucht. Für die bessere Vergleichbarkeit wurden alle keramischen Folien, Preßlinge und Sinterwerkstoffe im Rahmen des Projektes hergestellt. Die Nd:YAG Laserbearbeitung erfolgte mit einem Rasterverfahren, bei dem der fokussierte Strahl mit Hilfe eines Scanners und eines Umlenkspiegels entlang der Bearbeitungskontur geführt wurde. Bei der Excimer Laserbearbeitung wurden die Strukturen ohne Relativbewegung zwischen Strahlquelle und Bearbeitungsobjekt durch die Abbildung einer Maske erzeugt. Mit dem Nd:YAG Laser (Wellenlänge 1,06 µ m) war eine abtragende Bearbeitung nur bei den Grünkörpern, nicht aber bei den gesinterten Keramiken möglich. Mit dem Excimer Laser (Wellenlänge 248 nm) konnten dagegen sowohl Grünkörper als auch gesinterte Keramiken strukturiert werden. Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht unter ± 10 µm liegen, die Bearbeitungskonturen möglichst geradlinig sind und der Anteil der zu bearbeitenden Fläche klein ist, kann mit Nd:YAG-Lasern eine effiziente Mikrostukturierung von keramischen Grünkörpern durchgeführt werden. Strukturierte Grünkörper können reproduzierbar und unverzerrt zu keramischen Bauteilen gesintert werden. Mit Excimer-Lasern wird eine höhere Genauigkeit und Qualität bei der Bearbeitung von Grünkörpern und Keramiken erreicht. Die Bearbeitungseffizienz lässt sich durch eine hohe Pulswiederholfrequenz und durch die simultane Bearbeitung großer Flächen steigern. Das für Excimer-Laserstrahlung zweckmäßige Abbildungsverfahren hat besondere Vorteile, wenn ein flächiger Abtrag mit komplexen Strukturen verwirklicht werden soll, wobei Toleranzen und Reproduzierbarkeiten von besser als ± 5 µm realisiert werden konnten. Die Mikrostrukturierung mit Excimer-Lasern ist an Grünkörpern und an gebrannten Keramiken gleichermaßen möglich. Die Abtragsraten liegen bei Grünkörpern mit 0,2 µm pro Puls zwar um ca. 50% höher als bei Keramiken, es ist jedoch zweifelhaft, ob dieser Vorteil den größeren prozeßtechnischen Aufwand bei der Bearbeitung von Grünkörpern rechtfertigen kann. KW - Keramischer Werkstoff KW - Lasertechnik KW - Bariumtitanat Y1 - 1998 ER - TY - JOUR A1 - Haeger, Gerrit A1 - Wirges, Jessika A1 - Tanzmann, Nicole A1 - Oyen, Sven A1 - Jolmes, Tristan A1 - Jaeger, Karl-Erich A1 - Schörken, Ulrich A1 - Bongaerts, Johannes A1 - Siegert, Petra T1 - Chaperone assisted recombinant expression of a mycobacterial aminoacylase in Vibrio natriegens and Escherichia coli capable of N-lauroyl-L-amino acid synthesis JF - Microbial Cell Factories N2 - Background Aminoacylases are highly promising enzymes for the green synthesis of acyl-amino acids, potentially replacing the environmentally harmful Schotten-Baumann reaction. Long-chain acyl-amino acids can serve as strong surfactants and emulsifiers, with application in cosmetic industries. Heterologous expression of these enzymes, however, is often hampered, limiting their use in industrial processes. Results We identified a novel mycobacterial aminoacylase gene from Mycolicibacterium smegmatis MKD 8, cloned and expressed it in Escherichia coli and Vibrio natriegens using the T7 overexpression system. The recombinant enzyme was prone to aggregate as inclusion bodies, and while V. natriegens Vmax™ could produce soluble aminoacylase upon induction with isopropyl β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG), E. coli BL21 (DE3) needed autoinduction with lactose to produce soluble recombinant protein. We successfully conducted a chaperone co-expression study in both organisms to further enhance aminoacylase production and found that overexpression of chaperones GroEL/S enhanced aminoacylase activity in the cell-free extract 1.8-fold in V. natriegens and E. coli. Eventually, E. coli ArcticExpress™ (DE3), which co-expresses cold-adapted chaperonins Cpn60/10 from Oleispira antarctica, cultivated at 12 °C, rendered the most suitable expression system for this aminoacylase and exhibited twice the aminoacylase activity in the cell-free extract compared to E. coli BL21 (DE3) with GroEL/S co-expression at 20 °C. The purified aminoacylase was characterized based on hydrolytic activities, being most stable and active at pH 7.0, with a maximum activity at 70 °C, and stability at 40 °C and pH 7.0 for 5 days. The aminoacylase strongly prefers short-chain acyl-amino acids with smaller, hydrophobic amino acid residues. Several long-chain amino acids were fairly accepted in hydrolysis as well, especially N-lauroyl-L-methionine. To initially evaluate the relevance of this aminoacylase for the synthesis of N-acyl-amino acids, we demonstrated that lauroyl-methionine can be synthesized from lauric acid and methionine in an aqueous system. Conclusion Our results suggest that the recombinant enzyme is well suited for synthesis reactions and will thus be further investigated. KW - Acyl-amino acids KW - Inclusion bodies KW - Chaperone co-expression KW - Vibrio natriegens KW - Aminoacylase Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.1186/s12934-023-02079-1 SN - 1475-2859 N1 - Corresponding author: Petra Siegert IS - 22 SP - Article number: 77 (2023) PB - Springer Nature ER - TY - JOUR A1 - Haeger, Gerrit A1 - Probst, Johanna A1 - Jaeger, Karl-Erich A1 - Bongaerts, Johannes A1 - Siegert, Petra T1 - Novel aminoacylases from Streptomyces griseus DSM 40236 and their recombinant production in Streptomyces lividans JF - FEBS Open Bio N2 - Amino acid-based surfactants are valuable compounds for cosmetic formulations. The chemical synthesis of acyl-amino acids is conventionally performed by the Schotten-Baumann reaction using fatty acyl chlorides, but aminoacylases have also been investigated for use in biocatalytic synthesis with free fatty acids. Aminoacylases and their properties are diverse; they belong to different peptidase families and show differences in substrate specificity and biocatalytic potential. Bacterial aminoacylases capable of synthesis have been isolated from Burkholderia, Mycolicibacterium, and Streptomyces. Although several proteases and peptidases from S. griseus have been described, no aminoacylases from this species have been identified yet. In this study, we investigated two novel enzymes produced by S. griseus DSM 40236ᵀ . We identified and cloned the respective genes and recombinantly expressed an α-aminoacylase (EC 3.5.1.14), designated SgAA, and an ε-lysine acylase (EC 3.5.1.17), designated SgELA, in S. lividans TK23. The purified aminoacylase SgAA was biochemically characterized, focusing on its hydrolytic activity to determine temperature- and pH optima and stabilities. The aminoacylase could hydrolyze various acetyl-amino acids at the Nα -position with a broad specificity regarding the sidechain. Substrates with longer acyl chains, like lauroyl-amino acids, were hydrolyzed to a lesser extent. Purified aminoacylase SgELA specific for the hydrolysis of Nε -acetyl-L-lysine was unstable and lost its enzymatic activity upon storage for a longer period but could initially be characterized. The pH optimum of SgELA was pH 8.0. While synthesis of acyl-amino acids was not observed with SgELA, SgAA catalyzed the synthesis of lauroyl-methionine. KW - Streptomyces lividans KW - recombinant expression KW - Streptomyces griseus KW - ε-lysine acylase KW - α-aminoacylase Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/2211-5463.13723 SN - 2211-5463 N1 - Corresponding author: Petra Siegert VL - 13 IS - 12 SP - 2224 EP - 2238 PB - Wiley CY - Hoboken, NJ ER - TY - JOUR A1 - Haeger, Gerrit A1 - Jolmes, Tristan A1 - Oyen, Sven A1 - Jaeger, Karl-Erich A1 - Bongaerts, Johannes A1 - Schörken, Ulrich A1 - Siegert, Petra T1 - Novel recombinant aminoacylase from Paraburkholderia monticola capable of N-acyl-amino acid synthesis JF - Applied Microbiology and Biotechnology N2 - N-Acyl-amino acids can act as mild biobased surfactants, which are used, e.g., in baby shampoos. However, their chemical synthesis needs acyl chlorides and does not meet sustainability criteria. Thus, the identification of biocatalysts to develop greener synthesis routes is desirable. We describe a novel aminoacylase from Paraburkholderia monticola DSM 100849 (PmAcy) which was identified, cloned, and evaluated for its N-acyl-amino acid synthesis potential. Soluble protein was obtained by expression in lactose autoinduction medium and co-expression of molecular chaperones GroEL/S. Strep-tag affinity purification enriched the enzyme 16-fold and yielded 15 mg pure enzyme from 100 mL of culture. Biochemical characterization revealed that PmAcy possesses beneficial traits for industrial application like high temperature and pH-stability. A heat activation of PmAcy was observed upon incubation at temperatures up to 80 °C. Hydrolytic activity of PmAcy was detected with several N-acyl-amino acids as substrates and exhibited the highest conversion rate of 773 U/mg with N-lauroyl-L-alanine at 75 °C. The enzyme preferred long-chain acyl-amino-acids and displayed hardly any activity with acetyl-amino acids. PmAcy was also capable of N-acyl-amino acid synthesis with good conversion rates. The best synthesis results were obtained with the cationic L-amino acids L-arginine and L-lysine as well as with L-leucine and L-phenylalanine. Exemplarily, L-phenylalanine was acylated with fatty acids of chain lengths from C8 to C18 with conversion rates of up to 75%. N-lauroyl-L-phenylalanine was purified by precipitation, and the structure of the reaction product was verified by LC–MS and NMR. KW - Chaperone KW - Biocatalysis KW - Aminoacylase KW - Acylation KW - Acyl-amino acids KW - Biosurfactants Y1 - 2024 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s00253-023-12868-8 SN - 1432-0614 N1 - Corresponding author: Petra Siegert IS - 108 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Götz, Daniela T1 - Entwicklung eines Erscheinungsbildes für das Start-up-Unternehmen CoArea N2 - Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Corporate Design des aufstrebenden Startups "CoArea". Seine innovative Plattform vermittelt ungenutzte Flächen im urbanen Raum und bringt Flächenbedarf und -bereitstellung intelligent zusammen. Die Arbeit untersucht, wie das Erscheinungsbild von CoArea das Unternehmen als modern, nachhaltig und ressourcenschonend positioniert. Durch das neu gestaltete Corporate Design wird diese besondere Herangehensweise zur effizienten Nutzung begrenzter Ressourcen unserer Umwelt durch CoArea deutlich und nach außen getragen. CoArea strebt danach, die positive Entwicklung der Städte voranzutreiben und die soziale Nachhaltigkeit durch den Austausch und die Interaktion zwischen verschiedenen Menschen und Gemeinschaften zu fördern. KW - Start-up KW - Nachhaltigkeit KW - Flächennutzung KW - Schraffur KW - Ressourcenschonung Y1 - 2023 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Göttsche, Joachim A1 - Röther, Sascha T1 - Science College Overbach - Innovatives Bildungszentrum in Jülich-Barmen T2 - 18. Internationale Passivhaustagung, Aachen, April 2014 N2 - Preprint der Autoren Y1 - 2014 ER - TY - CHAP A1 - Göttsche, Joachim A1 - Korn, Michael A1 - Amato, Alexandre T1 - The Passivhaus concept for the Arabian Peninsula – An energetic-economical evaluation considering the thermal comfort T2 - QScience Proceedings: Vol 2015 N2 - The Passivhaus building standard is a concept developed for the realization of energy-efficient and economical buildings with a simultaneous high utilization comfort under European climate conditions. Major elements of the Passivhaus concept are a high thermal insulation of the external walls, the use of heat and/or solar shading glazing as well as an airtight building envelope in combination with energy-efficient technical building installations and heating or cooling generators, such as an efficient energy-recovery in the building air-conditioning. The objective of this research project is the inquiry to determine the parameters or constraints under which the Passivhaus concept can be implemented under the arid climate conditions in the Arabian Peninsula to achieve an energy-efficient and economical building with high utilization comfort. In cooperation between the Qatar Green Building Council (QGBC), Barwa Real Estate (BRE) and Kahramaa the first Passivhaus was constructed in Qatar and on the Arabian Peninsula in 2013. The Solar-Institut Jülich of Aachen University of Applied Science supports the Qatar Green Building Council with a dynamic building and equipment simulation of the Passivhaus and the neighbouring reference building. This includes simulation studies with different component configurations for the building envelope and different control strategies for heating or cooling systems as well as the air conditioning of buildings to find an energetic-economical optimum. Part of these analyses is the evaluation of the energy efficiency of the used energy recovery system in the Passivhaus air-conditioning and identification of possible energy-saving effects by the use of a bypass function integrated in the heat exchanger. In this way it is expected that on an annual basis the complete electricity demand of the building can be covered by the roof-integrated PV generator. Y1 - 2015 U6 - http://dx.doi.org/10.5339/qproc.2015.qgbc.38 N1 - 10.5339/qproc.2015.qgbc.38 = abstract - Qatar Green Building Conference 2015 - The Vision, 38. ER - TY - JOUR A1 - Götten, Falk A1 - Finger, Felix A1 - Havermann, Marc A1 - Braun, Carsten A1 - Marino, M. A1 - Bil, C. T1 - Full configuration drag estimation of short-to-medium range fixed-wing UAVs and its impact on initial sizing optimization JF - CEAS Aeronautical Journal N2 - The paper presents the derivation of a new equivalent skin friction coefficient for estimating the parasitic drag of short-to-medium range fixed-wing unmanned aircraft. The new coefficient is derived from an aerodynamic analysis of ten different unmanned aircraft used for surveillance, reconnaissance, and search and rescue missions. The aircraft is simulated using a validated unsteady Reynolds-averaged Navier Stokes approach. The UAV’s parasitic drag is significantly influenced by the presence of miscellaneous components like fixed landing gears or electro-optical sensor turrets. These components are responsible for almost half of an unmanned aircraft’s total parasitic drag. The new equivalent skin friction coefficient accounts for these effects and is significantly higher compared to other aircraft categories. It is used to initially size an unmanned aircraft for a typical reconnaissance mission. The improved parasitic drag estimation yields a much heavier unmanned aircraft when compared to the sizing results using available drag data of manned aircraft. KW - Parasitic drag KW - UAV KW - CFD KW - Aircraft sizing Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s13272-021-00522-w SN - 1869-5590 (Online) SN - 1869-5582 (Print) N1 - Corresponding author: Falk Götten VL - 12 SP - 589 EP - 603 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Gutsche, Niklas Daniel Martin T1 - 1944: Vom Alltag zum Albtraum - nach einer wahren Begebenheit N2 - Nach einer wahren Begebenheit nimmt der Kurzfilm den Zuschauer mit in das Erlebnis zweier Kinder eines Luftangriffes während des Zweiten Weltkriegs: "Es ist 1944, in Deutschland wütet der Zweite Weltkrieg. Horst und Elli erledigen gerade mit ihrer Tante die Einkäufe, als plötzlich die Sirenen aufheulen. Die Drei rennen auf schnellstem Weg zurück zum Dorf, um sich in den sicheren Luftschutzkeller zu flüchten. Doch in der Hektik werden die Kinder von ihrer Tante getrennt und als die ersten Bomben fallen, sind die Beiden noch lange nicht am Bunker angelangt. Geistesgegenwärtig reagiert Horst und rettet so ihrer beider Leben. Bevor weitere Bomben einschlagen, erreichen die Kinder endlich den sicheren Luftschutzkeller." KW - Kriegsfilm KW - Flucht KW - Zweiter Weltkrieg KW - Kurzfilm KW - Historienfilm Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Guth, Katharina T1 - aco : eine digitale Anwendung zur Verbesserung der Lebensqualität von Neurodermitis-Patient:innen N2 - Neurodermitis hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen. Etwa 10 bis 15 Prozent der Kinder und 2,5 bis 3,5 Prozent der Erwachsenen sind davon betroffen. Für sie stellen Auswirkungen der Hautkrankheit auf Körper und Psyche eine enorme Einschränkung der Lebensqualität dar. Die App „aco“ möchte Neurodermitis-Patient:Innen dabei unterstützen, ihre Behandlung selbst in die Hand zu nehmen. Eine ganzheitliche Therapie umfasst eben nicht nur Fachpersonen, sondern auch Patient:Innen selbst. Durch eine regelmäßige Dokumentation ermöglicht die Anwendung eine aktive Auseinandersetzung mit der Krankheit. Triggerfaktoren werden ausgewertet und es wird Wissen über Behandlungsmöglichkeiten vermittelt. Zudem wird ein Austausch ermöglicht, der emotionale und praktische Unterstützung bieten soll. Damit möchte „aco“ Betroffenen eine Möglichkeit geben, das Ruder selbst in die Hand zu nehmen und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Therapie von Neurodermitis. KW - App KW - Gesundheit KW - Neurodermitis KW - Dokumentation KW - Behandlungsplan Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -