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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.
The eVTOL industry is a rapidly growing mass market expected to start in 2024. eVTOL compete, caused by their predicted missions, with ground-based transportation modes, including mainly passenger cars. Therefore, the automotive and classical aircraft design process is reviewed and compared to highlight advantages for eVTOL development. A special focus is on ergonomic comfort and safety. The need for further investigation of eVTOL’s crashworthiness is outlined by, first, specifying the relevance of passive safety via accident statistics and customer perception analysis; second, comparing the current state of regulation and certification; and third, discussing the advantages of integral safety and applying the automotive safety approach for eVTOL development. Integral safety links active and passive safety, while the automotive safety approach means implementing standardized mandatory full-vehicle crash tests for future eVTOL. Subsequently, possible crash impact conditions are analyzed, and three full-vehicle crash load cases are presented.
Die IMechE Railway Challenge wird jährlich in Stapleford, Großbritannien ausgetragen. Im Rahmen der Challenge entwickeln und bauen Studierende eine Lokomotive und vergleichen sich in verschiedenen Disziplinen, darunter eine automatisierte Zielbremsung, optimale Energierückgewinnung beim Bremsen und minimale Geräuschemissionen. Neben diesen und weiteren technischen Wettbewerbsdisziplinen treten die Fahrzeuge und die Teams auch in nicht-technischen Disziplinen wie einer Business Case Challenge an.
„550 nm“ befasst sich mit dem physiologischen Farbwechsel von Tieren. Einige Fische, Amphibien und Reptilien – wie beispielsweise das Chamäleon oder der Tintenfisch – können ihre Körperfarbe schnell wechseln. Unsere Natur leidet unter Kriegen und dem Klimawandel und verliert dadurch ihre Schönheit. Diese zeichnet sich vor allem durch die beachtliche Diversität der Körperfärbung von Tieren aus. Die Funktionen erstrecken sich über Tarnung, Auflauern oder Warnung bis hin zu einer Werbefärbung. Nicht nur Tiere nutzen Farbe als Ausdrucks- und Kommunikationsmittel. Auch Designer*innen bedienen sich an Farben, um Stimmungen zu vermitteln oder um Aufmerksamkeit und Individualität zu generieren. In „550 nm“ wird das Phänomen des Farbwechsels durch Illustrationen visualisiert und soll als Inspiration für Designinnovationen dienen.
Barrierefreies Klettern : ein System zur Inklusion sehbehinderter Menschen in den Klettersport
(2023)
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Systems, das es Menschen mit starker Sehbehinderung ermöglicht, Klettersport als ein Training für ihren Körper und ihren Orientierungssinn nutzen zu können. Inklusion ist als gesellschaftliches Thema in den letzten Jahren stark in den Fokus gerückt. Dennoch ist es für Menschen mit Behinderung oft schwer, sozialen Anschluss zu finden. Dies wird zusätzlich durch das mangelnde Angebot an inklusiven Freizeitaktivitäten erschwert. Apollon ermöglicht Menschen mit starker Sehbehinderung die Orientierung während des Kletterns, indem es einerseits Informationen vermittelt, die normalerweise nur visuell wahrgenommen werden können und andererseits dabei hilft, sich besser an bereits gekletterte Routen zu erinnern. Das System setzt sich aus 3 Komponenten zusammen. Die Tritthilfen helfen der blinden Person dabei, auch kleine Tritte zu finden. Die taktilen Wegmarken stellen eine Art Checkpoint dar und helfen der blinden Person dabei, die Route in mehrere Abschnitte zu unterteilen. Gleichzeitig weisen sie darauf hin, welches Feature die kletternde Person erwartet. Die taktile Karte ist modular aufgebaut und setzt sich aus einer Legende und den Repräsentanten der Wegmarken einer Route zusammen. Analog zu dem Betrachten der Route ist die blinde Person so vor dem Klettern in der Lage, Informationen über die Route zu erfahren.
Dirty Air
(2023)
Die Formel 1 ist ein Extremsport und soll wie viele andere Wettbewerbe in diesem Bereich unterhalten. Die Konkurrenz unter den Fahrern ist jederzeit präsent, jedoch das dadurch steigende Gefahrenpotenzial nicht. In der Graphic Novel „Dirty Air“ wir auf Basis eines dokumentarisch-informativen Ansatzes aufgezeigt, inwiefern die Rivalität zweier Fahrer Auswirkungen auf die Sicherheit des Sports haben kann. Es wird über die wichtigsten Ereignisse der Saison 2021 erzählt, die beispielhaft dafür stehen, wie sich der Wettbewerb zuspitzen kann. Die Geschehnisse sind realen Gegebenheiten nachempfunden und illustrativ umgesetzt. Ziel der Arbeit ist es, die Leser*innen zum Nachdenken anzuregen und Verständnis zu schaffen. Rivalitäten sind wichtig und notwendig im Sport, sollten jedoch kein Anker für Hass und unüberlegte Risiken sein, egal ob innerhalb des Fahrerlagers oder der Fangemeinschaft.
Die neue Generation wird mit einer Medienwelt konfrontiert, welche nicht auf unsere kleinen Nutzer:innen ausgelegt ist. Die Verwendung von digitalen Medien hatte nie einen größeren Einfluss auf unsere Gesellschaft wie im Hier und Jetzt. Somit ist es von großer Relevanz, diese Nutzung kindergerechter zu gestalten und einen sicheren Rahmen für sie zu schaffen. Das Bachelorprojekt „KLIKK“ legt einen Lösungsentwurf für den altersgerechten Einstieg für Kinder in diese digitale Welt vor, um den richtigen Umgang mit Smartwatches und darauf aufbauende Medien zu ermöglichen und gleichzeitig einen pädagogischen Mehrwert zu bieten. Das didaktische Produktkonzept, welches explizit für Kinder designed wurde, beinhaltet das Erlernen des Uhrlesens und befriedigt das aufkommende Bedürfnis nach Vernetzung in einem sicheren System. Zudem fördert es die Autonomie und ist an die kindliche Motorik angepasst. Mitinitiator und Namensgeber für diese Konzeption ist die deutsche Kinderuhrenmarke KWIO. KLIKK inkludiert Sicherheit, die Freude am Lernen und bietet eine Möglichkeit, die Kleinen ganz groß in unsere digitale Welt aufzunehmen.
Das Ausleben von Sexualität und Gender befindet sich im gesellschaftlichen Wandel. Vor allem junge Menschen lassen ihre Lebenswege nicht mehr von traditionellen Geschlechterrollen und -normen leiten. In einigen Bereichen ist das schon deutlich sichtbar, während andere Bereiche noch vor Herausforderungen stehen, wenn es um Inklusion, Akzeptanz und Repräsentation geht. Besonders betroffen ist dabei der Gamingbereich, der repräsentativ nach wie vor ein männlich-dominiertes Gebiet zu sein scheint und durch Vorurteile gegenüber Frauen und der LGBTQIA+ Community stigmatisiert ist. Die _FLUX Gaming Maus soll durch Gender-inklusives Design dazu beitragen, stereotype Rollenbilder in der Gaming Welt aufzubrechen und die Community nachhaltig wachsen zu lassen. Sie bietet dabei eine Alternative zu den „typisch männlich“ wirkenden Gaming Produkten auf dem Markt. Durch verschiedene Individualisierungsmöglichkeiten in Funktion und Gestalt kann _FLUX in einem Online-Konfigurator an den persönlichen Spielstil angepasst werden. So vermittelt _FLUX Zugehörigkeit und Repräsentation unabhängig von Geschlecht und bietet Spaß am Gaming für jede:n.
This study analyses the expected utilization of an urban distribution grid under high penetration of photovoltaic and e-mobility with charging infrastructure on a residential level. The grid utilization and the corresponding power flow are evaluated, while varying the control strategies and photovoltaic installed capacity in different scenarios. Four scenarios are used to analyze the impact of e-mobility. The individual mobility demand is modelled based on the largest German studies on mobility “Mobilität in Deutschland”, which is carried out every 5 years. To estimate the ramp-up of photovoltaic generation, a potential analysis of the roof surfaces in the supply area is carried out via an evaluation of an open solar potential study. The photovoltaic feed-in time series is derived individually for each installed system in a resolution of 15 min. The residential consumption is estimated using historical smart meter data, which are collected in London between 2012 and 2014. For a realistic charging demand, each residential household decides daily on the state of charge if their vehicle requires to be charged. The resulting charging time series depends on the underlying behavior scenario. Market prices and mobility demand are therefore used as scenario input parameters for a utility function based on the current state of charge to model individual behavior. The aggregated electricity demand is the starting point of the power flow calculation. The evaluation is carried out for an urban region with approximately 3100 residents. The analysis shows that increased penetration of photovoltaics combined with a flexible and adaptive charging strategy can maximize PV usage and reduce the need for congestion-related intervention by the grid operator by reducing the amount of kWh charged from the grid by 30% which reduces the average price of a charged kWh by 35% to 14 ct/kWh from 21.8 ct/kWh without PV optimization. The resulting grid congestions are managed by implementing an intelligent price or control signal. The analysis took place using data from a real German grid with 10 subgrids. The entire software can be adapted for the analysis of different distribution grids and is publicly available as an open-source software library on GitHub.
Der S W A S H ist eine innovative Produktlösung zur Reduzierung von Pain Points beim alltäglichen Reinigen von Textilien. Schmutzige Kleidungsstücke müssen in Zukunft weniger mit Wasser und Waschmitteln in Berührung kommen. Dadurch minimiert sich der Ressourcenverbrauch, die Langlebigkeit der Kleidung wird erhöht und die umfangreiche Aufgabe des Waschens wird bequemer, ohne Einbußen in Sauberkeit und Hygiene haben zu müssen. Der S W A S H wird durch KI gesteuert und gewährleistet so eine kinderleichte Nutzbarkeit. Da er mit Wassertanks betrieben wird, benötigt man keinen Wasseranschluss und kann die Platzierung frei wählen. Durch den modularen und minimalistischen Aufbau kann er auf die Ästhetik des individuellen Wohnraums angepasst werden. Der Refresher mit Waschfunktion kann als freistehendes Möbelstück erworben oder in einen vorhandenen Kleiderschrank integriert werden.
Lesesessel im dänischen Stil
(2023)
Bei dem Möbel wurde Wert auf Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und zeitloses Design gelegt. Ziel war es, ein Möbel zu entwerfen, welches bequem, minimalistisch und alltagstauglich ist. Der Sessel mit passendem Hocker besteht aus einem Holzgestell mit aufliegenden Polstern. Die Gestelle sind aus Rüsterholz mit handwerklichen Verbindungen gefertigt. Die Polster bestehen aus 10 cm dickem Schaumstoff, bezogen mit einem Chenille Möbelstoff. Durch lösbare Verbindungen und Sitzlatten, die in Austaschungen gesteckt werden, lassen sich die Möbel vom Endkunden leicht selbst aufbauen und ermöglichen einen flachen Versandkarton. Der Sessel lädt zum Entspannen und Lesen ein. Er ist bequem und gewährleistet dadurch ein stundenlanges Nutzen. „HVILE“ ein Ort der Ruhe und Eintritt in eine andere Welt.
ADIE : Keramische Fassaden- und Wandverkleidung - Funktion und Wirkung von Schönheit im Design
(2023)
„ADIE“ ist eine Produktfamilie von Keramikplatten und Fliesen mit dreidimensionaler Oberfläche, welche durch Form und Farbe Schönheit zum Ausdruck bringen. Sie sind sowohl im Kontext der Architektur als Fassadenverkleidung anwendbar als auch im Innenbereich als Wandverkleidung. Die Fähigkeit von Schönheit, unsere Umgebung zu transformieren, nimmt eine leitende Rolle in dieser Arbeit ein. Als Inspirationsquelle für die Entwürfe dienten Dinge, die dem allgemeinen Schönheitsempfinden entsprechen: Wasser, Blüten, der Himmel und andere Naturphänomene. Diese wurden abstrahiert, in Reliefs übersetzt und in drei unterschiedliche Module weiterentwickelt. Sie sind konzeptionell frei skalierbar und wurden in Kleinserie im Gussverfahren prototypisiert. Mit „ADIE“ sollte auf die Funktion von Schönheit im Design Bezug genommen werden und etwas entstehen, das einfach „nur“ schön ist.
VEKSLE
(2023)
Die beste Form der Nachhaltigkeit ist jahrzehntelange Freude. VEKSLE beschreibt eine Möbelkollektion, die sich in Zeiten des Überangebots und des ständigen Wohnraumwechsels anpasst. Die minimalistische Ästhetik mit hohem Sitzkomfort orientiert sich dabei an den Bedürfnissen von Verbraucher:innen und lässt sich im Laufe seiner Nutzungsperiode stetig an neue Einrichtungsstyles und Veränderungen anpassen. Als Verwandlungskünstler bereichert VEKSLE jeden Wohnraum. Die gesamte Serie ist unter Berücksichtigung der schnelllebigen und sich wandelnden Welt entworfen worden und beschreibt ein Konzept, bei dem sich alle Einzelteile kontinuierlich wechseln, pflegen und reparieren lassen. Die Kollektion ist den flexiblen Anforderungen des Menschen gewachsen, birgt für jeden die richtige Lösung und hinterlässt durch die Verwendung von natürlichen und recyclebaren Materialien nachhaltig Eindruck.
Enma ist eine Energiemanagement-Anwendung, die verschiedene Nutzer:innengruppen zusammenführt und damit den Prozess vereinfacht. Die aktuelle Energiekrise betrifft insbesondere Unternehmen, die in der Energieerzeugung tätig sind. Die Digitalisierung wird für Unternehmen in der Zukunft immer wichtiger und sie werden sich ihr nicht entziehen können. Daher benötigen insbesondere Unternehmen, die keinen dedizierten Energiemanager:innen beschäftigen, gezielte Unterstützung von Anwendungen. Auch Vertriebspartner:innen und Hersteller:innen von Produkten wie PV-Anlagen und Stromspeichern, die von solch einer Anwendung profitieren können, wollen ihren Kunden:innen Sicherheit und Unterstützung bieten. Dafür ist eine Anwendung erforderlich, die dies vereint. Das Ziel war es, das Backend von OpenEMS (Energiemanagementsystems) zu nutzen und zusätzlich einen menschenzentrierten und umweltfreundlichen Ansatz zu bieten. Um die Anwendung realistischer zu gestalten, wurde sie in Kooperation mit dem Unternehmen Voltfang entwickelt.
Rabbit Hole : welchen Einfluss digitale Plattformen auf rechte Radikalisierungsprozesse haben
(2023)
Obwohl 2019 als das Jahr rechtsterroristischer Anschläge weltweit gilt und die rechte Szene in den letzten Jahren auch in der gesellschaftlichen Mitte deutlich an Zuwachs gewinnen konnte, ist das Thema rund um rechtsextreme Online-Radikalisierung noch verhältnismäßig wenig erforscht. Laut Expert*innen ist dabei jeder Mensch potenziell für eine Radikalisierung anfällig, wenn es die Umstände begünstigen. Dass unsere Leben on- und offline immer weiter miteinander verschmelzen, erhöht die Gefahr für eine mögliche Radikalisierung zusätzlich. »Rabbit Hole« wurde als monothematisch erscheinende Bookazine-Reihe konzipiert, welche pro Ausgabe ein Thema rund um die Gefahren, Herausforderungen und Phänomene, die das Internet und digitale Plattformen mit sich bringen, beleuchtet. Sie soll zur Aufklärung von insbesondere jungen Erwachsenen beitragen. Die erste Ausgabe wurde beispielhaft ausgearbeitet.
Zan, Zendegi, Azadi
(2023)
Das Projekt „Zan, Zendegi, Azadi" (Frau, Leben, Freiheit) setzt sich mit der aktuellen Situation im Iran auseinander. Bereits nach der Machtübernahme der islamischen Republik im Jahr 1979 wird die iranische Bevölkerung durch das brutale Regime unterdrückt und zum Schweigen gezwungen. Dieser Druck hat sich lange aufgestaut und nun gibt es seit Jahren in größeren Abständen Proteste gegen die Regierung. Der gewaltsame Tod der kurdischen Iranerin Mahsā Jîna Amīnī in Polizeigewahrsam am 16.09.2022 hat eine beispiellose Welle des Protests in allen Landesteilen Irans ausgelöst. Ihr Protest wird von Frauen angeführt und hat sich in eine beeindruckende Welle des Widerstands und der Rebellion entwickelt. Die unterschiedlichen Medien in diesem Projekt wie Dokumentarfotografie, Illustration, Projektion und Texte geben Betrachter:innen einen Eindruck der unmittelbaren Wirkung der revolutionären Ereignisse und der Reaktion des totalitären Regimes auf die Betroffenen.
Jede Nacht aufs Neue begeben wir uns in einen Zustand äußerer Ruhe. Unser Bewusstsein geht dabei ganz oder teilweise verloren, wir reagieren vermindert auf äußere Reize, die meisten unserer Körperfunktionen sind aufgehoben und am nächsten Morgen erinnern wir uns maximal an Bruchteile der letzten Stunden: Wir schlafen. Doch was genau passiert mit uns in dieser Zeit? Welche Vorteile bringt es uns zu schlafen? Welche Bedeutung haben unsere Träume? Und wieso steigt die Zahl an Menschen, die unter Schlafstörungen leiden, rapide an? In 'Somnio' wird diesen und weiteren Fragen auf den Grund gegangen und ein Blick in die Welt des Schlafs geboten. Ziel dieser Publikation ist es, Licht in eine oft noch unbekannte und gleichzeitig unglaubliche Welt zu bringen. Eine Welt, in der jeder von uns im Durchschnitt immerhin ein Drittel seines Lebens verbringt.
This article describes an Internet of things (IoT) sensing device with a wireless interface which is powered by the energy-harvesting method of the Wiegand effect. The Wiegand effect, in contrast to continuous sources like photovoltaic or thermal harvesters, provides small amounts of energy discontinuously in pulsed mode. To enable an energy-self-sufficient operation of the sensing device with this pulsed energy source, the output energy of the Wiegand generator is maximized. This energy is used to power up the system and to acquire and process data like position, temperature or other resistively measurable quantities as well as transmit these data via an ultra-low-power ultra-wideband (UWB) data transmitter. A proof-of-concept system was built to prove the feasibility of the approach. The energy consumption of the system during start-up was analysed, traced back in detail to the individual components, compared to the generated energy and processed to identify further optimization options. Based on the proof of concept, an application prototype was developed.
Digitale Medien wollen gelernt sein : Kampagne für die "Medienscouts NRW" zur Kompetenzförderung
(2023)
,,Digitale Medien wollen gelernt sein" ist eine Kampagne für das Projekt Medienscouts. Hier werden im ersten Schritt interessierte Schüler:innen an weiterführenden Schulen zu Medienexpert:innen ausgebildet. Im Zweiten geben sie ihr Wissen an ihre Mitschüler:innen weiter und fungieren in ihren Schulen als gleichaltrige Ansprechpartner:innen bei Fragen oder Problemen. Um weitere Schüler:innen für das Projekt zu werben, konzentriert sich die Kampagne auf eine altersgerechte Social Media-Präsenz. Ebenso wie das Projekt gibt auch die Kampagne den teilnehmenden Medienscouts die Freiheit, ihre Erfahrungen und Tipps zu teilen. Hierzu ist ein praktikables Konzept entworfen worden, mit dem die Scouts fortlaufend ihre offiziellen Kanäle bespielen können.
Künstliche Intelligenz (KI) hat die Designbranche erreicht, doch die Angst, dass KI Designer:innen die Arbeitsplätze wegnimmt, ist unbegründet. Künstliche Intelligenz kann Designer:innen als Werkzeug dienen. Durch das Zusammenspiel von Designer:innen und KI entstehen innerhalb von kürzester Zeit neuartige Kreationen. Das Projekt „Designexperiments with Artificial Intelligence“ ist eine Sammlung von visuellen Experimenten, welche mit der Hilfe von künstlicher Intelligenz durchgeführt wurden. Eines dieser Experimente wird in Form einer Installation ausgestellt. Dabei werden die Besucher*innen aufgefordert mit der Maschine zusammen ein Bild zu gestalten. Dieser Input wird anschließend von einer KI verarbeitet. Das Projekt „Designexperimente with Artificial Intelligence“ ist ein Versuch, mittels künstlicher Intelligenz eine neue Ästhetik zu finden.