TY - JOUR A1 - Schüller-Ruhl, Aaron A1 - Dinstühler, Leonard A1 - Senger, Thorsten A1 - Bergfeld, Stefan A1 - Ingenhag, Christian A1 - Fleischhaker, Robert ED - Mackenzie, Jacob T1 - Direct fabrication of arbitrary phase masks in optical glass via ultra-short pulsed laser writing of refractive index modifications JF - Applied Physics B N2 - We study the possibility to fabricate an arbitrary phase mask in a one-step laser-writing process inside the volume of an optical glass substrate. We derive the phase mask from a Gerchberg–Saxton-type algorithm as an array and create each individual phase shift using a refractive index modification of variable axial length. We realize the variable axial length by superimposing refractive index modifications induced by an ultra-short pulsed laser at different focusing depth. Each single modification is created by applying 1000 pulses with 15 μJ pulse energy at 100 kHz to a fixed spot of 25 μm diameter and the focus is then shifted axially in steps of 10 μm. With several proof-of-principle examples, we show the feasibility of our method. In particular, we identify the induced refractive index change to about a value of Δn=1.5⋅10−3. We also determine our current limitations by calculating the overlap in the form of a scalar product and we discuss possible future improvements. Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s00340-022-07928-2 SN - 1432-0649 (Online) SN - 0946-2171 (Print) N1 - Corresponding author: Robert Fleischhaker VL - 128 IS - Article number: 208 SP - 1 EP - 11 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Molinnus, Denise A1 - Janus, Kevin Alexander A1 - Fang, Anyelina C. A1 - Drinic, Aleksander A1 - Achtsnicht, Stefan A1 - Köpf, Marius A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Thick-film carbon electrode deposited onto a biodegradable fibroin substrate for biosensing applications JF - Physica status solidi (a) N2 - This study addresses a proof-of-concept experiment with a biocompatible screen-printed carbon electrode deposited onto a biocompatible and biodegradable substrate, which is made of fibroin, a protein derived from silk of the Bombyx mori silkworm. To demonstrate the sensor performance, the carbon electrode is functionalized as a glucose biosensor with the enzyme glucose oxidase and encapsulated with a silicone rubber to ensure biocompatibility of the contact wires. The carbon electrode is fabricated by means of thick-film technology including a curing step to solidify the carbon paste. The influence of the curing temperature and curing time on the electrode morphology is analyzed via scanning electron microscopy. The electrochemical characterization of the glucose biosensor is performed by amperometric/voltammetric measurements of different glucose concentrations in phosphate buffer. Herein, systematic studies at applied potentials from 500 to 1200 mV to the carbon working electrode (vs the Ag/AgCl reference electrode) allow to determine the optimal working potential. Additionally, the influence of the curing parameters on the glucose sensitivity is examined over a time period of up to 361 days. The sensor shows a negligible cross-sensitivity toward ascorbic acid, noradrenaline, and adrenaline. The developed biocompatible biosensor is highly promising for future in vivo and epidermal applications. KW - biocompatible materials KW - biodegradable electronic devices KW - biosensors KW - carbon electrodes KW - glucose Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/pssa.202200100 SN - 1862-6319 N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 219 IS - 23 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - THES A1 - Böhler, Jennifer T1 - Environmental injustice : how environmental inequality impacts low socio-economic communities. N2 - Das Projekt beschäftigt sich mit der Informationsvermittlung zu dem Thema “Environmental Injustice” in Form einer Website. “Environmental Injustice” beschreibt die systematische unfaire Behandlung von verschiedenen Communities durch Länder/Regierungen, Firmen und unabhängige Akteure. In dem Bereich werden weitestgehend Schäden im Zusammenhang mit Ressourcen, dessen Abbau, gefährlichen Abfällen und Chancenungleichheit beschrieben. Das Projekt ist generell eine Sammlung, die als Anlaufstelle zur Weiterbildung in dem Thema dienen soll. Dies geschieht durch gestalterische Aufarbeitung, Illustration und Kategorisierung. KW - Informationsdesign KW - Illustration KW - Umweltungerechtigkeit KW - Website KW - Webdesign Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Eigel, Nick T1 - uCo - the universal communicator : robotische Konversationen unserer Zukunft N2 - Kommunikationsroboter für den Kundenservice. Aktuell werden große Fortschritte im Bereich von künstlicher Intelligenz und Robotik getätigt, sodass wir bald intelligente Maschinen unter uns haben werden. Daher müssen wir uns die Frage beantworten, welche Rolle diese einnehmen sollen und vor allem wie wir mit ihnen interagieren und kommunizieren wollen. "uCo" bewältigt dies mithilfe einer mobilen, robotischen Plattform, welche mit einem holografischen 3-D-Interface ausgestattet ist. Neben der Entwicklung des robotischen Körpers beinhaltet das Projekt "uCo" die Grundlage für ein Kommunikationssystem für "uCo's" Gesicht. "uCo" kommuniziert hauptsächlich über Sprache, wird dabei jedoch von einem speziell entwickelten Mimik- und Emotionssytem unterstützt. "uCo" als Konzept versucht, erste Antworten auf die komplexen gestalterischen und moralischen Fragen zu geben, die mit der Entwicklung von künstlicher Intelligenz einhergehen. Und wer weiß - vielleicht wirst du eines Tages von einem "uCo" beraten. KW - Robotik KW - Hologram KW - Kommunikation KW - künstliche Intelligenz KW - KI Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Falkenberg, Fabian A1 - Rahba, Jade A1 - Fischer, David A1 - Bott, Michael A1 - Bongaerts, Johannes A1 - Siegert, Petra T1 - Biochemical characterization of a novel oxidatively stable, halotolerant, and high-alkaline subtilisin from Alkalihalobacillus okhensis Kh10-101T JF - FEBS Open Bio N2 - Halophilic and halotolerant microorganisms represent a promising source of salt-tolerant enzymes suitable for various biotechnological applications where high salt concentrations would otherwise limit enzymatic activity. Considering the current growing enzyme market and the need for more efficient and new biocatalysts, the present study aimed at the characterization of a high-alkaline subtilisin from Alkalihalobacillus okhensis Kh10-101T. The protease gene was cloned and expressed in Bacillus subtilis DB104. The recombinant protease SPAO with 269 amino acids belongs to the subfamily of high-alkaline subtilisins. The biochemical characteristics of purified SPAO were analyzed in comparison with subtilisin Carlsberg, Savinase, and BPN'. SPAO, a monomer with a molecular mass of 27.1 kDa, was active over a wide range of pH 6.0–12.0 and temperature 20–80 °C, optimally at pH 9.0–9.5 and 55 °C. The protease is highly oxidatively stable to hydrogen peroxide and retained 58% of residual activity when incubated at 10 °C with 5% (v/v) H2O2 for 1 h while stimulated at 1% (v/v) H2O2. Furthermore, SPAO was very stable and active at NaCl concentrations up to 5.0 m. This study demonstrates the potential of SPAO for biotechnological applications in the future. KW - Alkalihalobacillus okhensis KW - detergent protease KW - halotolerant protease KW - high-alkaline subtilisin KW - oxidative stable protease Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/2211-5463.13457 SN - 2211-5463 N1 - Corresponding author: Petra Siegert VL - 12 IS - 10 SP - 1729 EP - 1746 PB - Wiley CY - Hoboken, NJ ER - TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Krafft, Simone A1 - Reinecke, Diana A1 - Klose, Holger A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Grömping, Markus T1 - Anaerobic digestion of algal–bacterial biomass of an Algal Turf Scrubber system JF - Biomass Conversion and Biorefinery N2 - This study investigated the anaerobic digestion of an algal–bacterial biofilm grown in artificial wastewater in an Algal Turf Scrubber (ATS). The ATS system was located in a greenhouse (50°54′19ʺN, 6°24′55ʺE, Germany) and was exposed to seasonal conditions during the experiment period. The methane (CH4) potential of untreated algal–bacterial biofilm (UAB) and thermally pretreated biofilm (PAB) using different microbial inocula was determined by anaerobic batch fermentation. Methane productivity of UAB differed significantly between microbial inocula of digested wastepaper, a mixture of manure and maize silage, anaerobic sewage sludge, and percolated green waste. UAB using sewage sludge as inoculum showed the highest methane productivity. The share of methane in biogas was dependent on inoculum. Using PAB, a strong positive impact on methane productivity was identified for the digested wastepaper (116.4%) and a mixture of manure and maize silage (107.4%) inocula. By contrast, the methane yield was significantly reduced for the digested anaerobic sewage sludge (50.6%) and percolated green waste (43.5%) inocula. To further evaluate the potential of algal–bacterial biofilm for biogas production in wastewater treatment and biogas plants in a circular bioeconomy, scale-up calculations were conducted. It was found that a 0.116 km2 ATS would be required in an average municipal wastewater treatment plant which can be viewed as problematic in terms of space consumption. However, a substantial amount of energy surplus (4.7–12.5 MWh a−1) can be gained through the addition of algal–bacterial biomass to the anaerobic digester of a municipal wastewater treatment plant. Wastewater treatment and subsequent energy production through algae show dominancy over conventional technologies. KW - Biogas KW - Methane KW - Algal Turf Scrubber KW - Algal–bacterial bioflm KW - Circular bioeconomy Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s13399-022-03236-z SN - 2190-6823 N1 - Corresponding author: Dheeraja Cheenakula VL - 13 SP - 15 Seiten PB - Springer CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Christiani, Fabian T1 - Nachhaltiger Bauen : eine interaktive Plattform zum Vergleich von Baustoffen N2 - Bei dem Projekt „Nachhaltiger Bauen – Eine interaktive Plattform zum Vergleich von Baustoffen“ handelt es sich um eine Datenbank, die verschiedene Baustoffe mit deren Eigenschaften listet und einen Vergleich dieser ermöglicht. Das Baugewerbe trägt einen erheblichen Teil zum Klimawandel bei. Besonders der CO2-Ausstoß, der Ressourcenverbrauch und die Abfallproduktion sind hier zu nennen. Deshalb ist der Aspekt der Nachhaltigkeit von zentraler Bedeutung für die Zukunft der Baubranche.Ziel des Projekts ist es, sowohl die technischen als auch die ökologischen Eigenschaften von Baustoffen darzustellen und miteinander zu vergleichen. So kann die Plattform aktiv und effektiv gegen die umwelttechnischen Probleme der Baubranche wirken. KW - Nachhaltigkeit KW - Bauwesen KW - Baustoffe KW - Zukunft KW - Ökologie Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Bayer, Sebastian T1 - Ligatura : a contemporary blackletter N2 - Die Ligatura ist eine modulare, experimentelle Schrift, die für die Anwendung in großen Formaten gestaltet ist. In ihrer äußeren Erscheinung orientiert sie sich an verschiedenen gebrochenen Schriften. Der Fokus in der Gestaltung der Schrift liegt allerdings auf der Verwendung von Ligaturen, welche sowohl nach historischen als auch nach zeitgenössischen Vorbildern und Gestaltungsprinzipien gebildet werden. Die Ligatura ermöglicht es, eine große Anzahl an Buchstabenkombinationen als Ligatur zu setzen. Dadurch wird innerhalb der Schrift mit Abständen zwischen Buchstaben und somit auch mit unseren Lesegewohnheiten gespielt. Die Ligatura verbindet nicht nur Buchstaben, Wörter und Zeilen, sondern auch klassische Schriftelemente mit der Moderne. KW - Typographie KW - Schriftgestaltung KW - Schriftmuster KW - Ligatur KW - Plakate Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Lawrenz, Anne Murielle T1 - Lebens.Mittel.Punkt : Konzeption und Gestaltung einer Anwendung für Ernährungsberatung N2 - „kocotte“ (eine Abwandlung eines kleinen Kochtopfs) soll drei aktuelle ­Ernährungstrends kombinieren: Gesundheit, Nachhaltigkeit und Genuss. Der Markt bietet viele Angebote, die einen oder auch zwei Themen kombinieren – von Special-Interest-Publikationen über Diätprogramme bis hin zu Foodvereinigungen – alle mit Daseinsberechtigung. Will oder muss ich aber beispielsweise meine Essgewohnheiten umstellen, gibt es kein überzeugendes Werkzeug, das mir alle drei Themen zusammenfasst. Hier soll „kocotte“ ein neues Angebot machen. KW - Ernährung KW - Genuss KW - Nachhaltigkeit KW - Geschmack KW - Gesundheit Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Krebs, Benedikt T1 - Das Online-Ich : Erlebnis-Installation zur Reflexion über das digitale Selbst N2 - Soziale Netzwerke gehören zu den größten Konzernen der Welt. Hier werden minütlich Millionen von Nachrichten verschickt. Das Internet spielt eine stetig wachsende Rolle in der zwischenmenschlichen Kommunikation. Und doch funktioniert dort nicht nur die Sprache anders, auch die Persönlichkeit der Menschen kann sich auch verändern. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem „Online-Ich“, das jeder in sich tragen soll. Häufig ist dieses offener, hilfsbereiter und selbstloser, aber eben auch reizbarer, aggressiver und energetischer. Um auf diese Veränderung aufmerksam zu machen, werden die analoge und digitale Persönlichkeit verglichen. Dazu schöpft die Arbeit aus den vielfältigen Möglichkeiten von Virtual Reality, um Betrachtende in die Arbeit miteinzubeziehen. KW - Virtuelle Realität KW - Online KW - Enthemmung KW - Messestand KW - 3D Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -