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This paper describes the results and methods used during the 8th Global Trajectory Optimization Competition (GTOC) of the DLR team. Trajectory optimization is crucial for most of the space missions and usually can be formulated as a global optimization problem. A lot of research has been done to different type of mission problems. The most demanding ones are low thrust transfers with e.g. gravity assist sequences. In that case the optimal control problem is combined with an integer problem. In most of the GTOCs we apply a filtering of the problem based on domain knowledge.
In this study, we show that synthetic sapphire (Al₂O₃), an established implant material, can also serve as a platform material for biosensors comparable to nanocrystalline diamond. Sapphire chips, beads, and powder were first modified with (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES), followed by succinic anhydride (SA), and finally single-stranded probe DNA was EDC coupled to the functionalized layer. The presence of the APTES-SA layer on sapphire powders was confirmed by thermogravimetric analyis and Fourier-transform infrared spectroscopy. Using planar sapphire chips as substrates and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) as surface-sensitive tool, the sequence of individual layers was analyzed with respect to their chemical state, enabling the quantification of areal densities of the involved molecular units. Fluorescence microscopy was used to demonstrate the hybridization of fluorescently tagged target DNA to the probe DNA, including denaturation- and re-hybridization experiments. Due to its high thermal conductivity, synthetic sapphire is especially suitable as a chip material for the heat-transfer method, which was employed to distinguish complementary- and non-complementary DNA duplexes containing single-nucleotide polymorphisms. These results indicate that it is possible to detect mutations electronically with a chemically resilient and electrically insulating chip material.
Abstractauthoren Graphene oxide (GO) nanoparticles were incorporated in temperature-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) hydrogels. The nanoparticles increase the light absorption and convert light energy into heat efficiently. Thus, the hydrogels with GO can be stimulated spatially resolved by illumination as it was demonstrated by IR thermography. The temporal progression of the temperature maximum was detected for different concentrations of GO within the polymer network. Furthermore, the compatibility of PNIPAAm hydrogels with GO and cell cultures was investigated. For this purpose, culture medium was incubated with hydrogels containing GO and the viability and morphology of chinese hamster ovary (CHO) cells was examined after several days of culturing in presence of this medium.
The human arm consists of the humerus (upper arm), the medial ulna and the lateral radius (forearm). The joint between the humerus and the ulna is called humeroulnar joint and the joint between the humerus and the radius is called humeroradial joint. Lateral and medial collateral ligaments stabilize the elbow. Statistically, 2.5 out of 10,000 people suffer from radial head fractures [1]. In these fractures the cartilage is often affected. Caused by the injured cartilage, degenerative diseases like posttraumatic arthrosis may occur. The resulting pain and reduced range of motion have an impact on the patient’s quality of life. Until now, there has not been a treatment which allows typical loads in daily life activities and offers good long-term results. A new surgical approach was developed with the motivation to reduce the progress of the posttraumatic arthrosis. Here, the radius is shortened by 3 mm in the proximal part [2]. By this means, the load of the radius is intended to be reduced due to a load shift to the ulna. Since the radius is the most important stabilizer of the elbow it has to be confirmed that the stability is not affected. In the first test (Fig. 1 left), pressure distributions within the humeroulnar and humeroradial joints a native and a shortened radius were measured using resistive pressure sensors (I5076 and I5027, Tekscan, USA). The humerus was loaded axially in a tension testing machine (Z010, Zwick Roell, Germany) in 50 N steps up to 400 N. From the humerus the load is transmitted through both the radius and the ulna into the hand which is fixed on the ground. In the second test (Fig. 1 right), the joint stability was investigated using a digital image correlation system to measure the displacement of the ulna. Here, the humerus is fixed with a desired flexion angle and the unconstrained forearm lies on the ground. A rope connects the load actuator with a hook fixed in the ulna. A guide roller is used so that the rope pulls the ulna horizontally when a tensile load is applied. This creates a moment about the elbow joint with a maximum value of 7.5 Nm. Measurements were performed with varying flexion angles (0°, 30°, 60°, 90°, 120°). For both tests and each measurement, seven specimens were used. Student ́s t-test was employed to determine whether the mean values of the measurements in native specimen and operated specimens differ significantly.
This work presents a methodology for automated
damage-sensitive feature extraction and anomaly
detection under multivariate operational variability
for in-flight assessment of wings. The
method uses a passive excitation approach, i. e.
without the need for artificial actuation. The
modal system properties (natural frequencies and
damping ratios) are used as damage-sensitive
features. Special emphasis is placed on the use
of Fiber Bragg Grating (FBG) sensing technology
and the consideration of Operational and
Environmental Variability (OEV). Measurements
from a wind tunnel investigation with a composite
cantilever equipped with FBG and piezoelectric
sensors are used to successfully detect an impact
damage. In addition, the feasibility of damage
localisation and severity estimation is evaluated
based on the coupling found between damageand
OEV-induced feature changes.
Bonding of polymer-based microfluidics to polymer substrates still poses a challenge for Lab-On-a-Chip applications. Especially, when sensing elements are incorporated, patterned deposition of adhesives with curing at ambient conditions is required. Here, we demonstrate a fabrication method for fully printed microfluidic systems with sensing elements using inkjet and stereolithographic 3D-printing.
Insolvenzanfechtung: Keine Gläubigerbenachteiligung bei Ablösezahlung gegen Forderungsverzicht
(2016)
Schwerpunkt einer vorinsolvenzlichen Sanierung ist i.d.R., dass einzelne Gläubiger gegen Teilzahlungen auf ihre Forderungen verzichten und somit dem Unternehmen den notwendigen finanziellen Freiraum für einen Turnaround geben. Die Motivation der Gläubiger für einen Verzicht ist dabei auch die Überlegung, dass eine quotale Befriedigung im Rahmen eines Insolvenzverfahrens oft wesentlich geringer ausfallen würde als die durch den Vergleich realisierte Teilzahlung. Das Risiko, im Falle der Insolvenz eine Teilzahlung im Rahmen der Insolvenzanfechtung aber wieder zurückgewähren zu müssen, macht einen Forderungsverzicht weniger attraktiv. Mit Urteil vom 28.01.2016 hat der BGH nun entschieden, dass eine Insolvenzanfechtung mangels Gläubigerbenachteiligung ausscheidet, wenn der in der Teilzahlung liegende Vermögensverlust durch den damit verbundenen Verzicht auf die Restforderung voll ausgeglichen wird. Im Folgenden wird untersucht, ob dieses Urteil als Blaupause für eine anfechtungsfeste Restrukturierung einzelner Verbindlichkeiten dienen kann.
Air-water flows can be found in different engineering applications: from nuclear engineering to huge hydraulic structures. In this paper, a single tip fibre optical probe has been used to record high frequency (over 1 MHz) phase functions at different locations of a stepped spillway. These phase functions have been related to the interfacial velocities by means of Artificial Neural Networks (ANN) and the measurements of a classical double tip conductivity probe. Special attention has been put to the input selection and the ANN dimensions. Finally, ANN have shown to be able to link the signal rising times and plateau shapes to the air-water interfacial velocity.
Kalkulation
(2016)
Das Kapitel behandelt die Kosten- und Preisermittlung, die Kostenvorgabe und Kostenkontrolle.
Der Angebotspreis wird aufgeschlüsselt in die Einzelkosten der Teilleistungen, die Baustellengemeinkosten, die Allgemeinen Geschäftskosten und einen Zuschlag für Wagnis und Gewinn. Auf der Basis der Angebotskalkulation werden die Vorgaben für die Kostenkontrolle entwickelt.
Der Beitrag fokussiert die Frage nach dem Stand des durch die Bologna-Reform angestoßenen Kulturwandels im Hinblick auf Kompetenzorientierung am Beispiel der Technischen Universität Hamburg (TUHH). An der TUHH wird bereits seit einigen Jahren daran gearbeitet, die Lehre grundlegend neu auszurichten. Hierfür setzt das hochschuldidaktische "Zentrum für Lehre und Lernen" (ZLL) verschiedene Maßnahmen ein, wie z.B. eine finanzielle und didaktische Unterstützung von Lehrenden bei der Umstellung ihrer Veranstaltungen, Weiterqualifizierungsangebote und Informationsmaterial. Die Maßnahmen ebenso wie die innovierten Veranstaltungen werden von Lehrenden und Studierenden gut evaluiert. Nach dem Ansatz des Constructive Alignments lässt sich jedoch davon ausgehen, dass der Bereich der Prüfungen für eine Einschätzung des Status Quo der Kompetenzorientierung besonders relevant ist. Dieser wird deshalb anhand der beiden Kriterien Prüfungsformate und Schwierigkeitsstufen von Prüfungsaufgaben näher beleuchtet, die eng mit der Kompetenzorientierung zusammen hängen. Ergebnisse hierzu aus einer universitätsweiten Datenbank zur Studienorganisation sowie aus einer Online-Umfrage unter Studierenden weisen darauf hin, dass das Prüfungsformat "Klausur" nach wie vor am stärksten verbreitet ist; zugleich sind die Studierenden nach einer Selbsteinschätzung in Prüfungen vorrangig mit Aufgaben auf den Taxonomieniveaus "Wiedergeben" und "Anwenden" konfrontiert. Dies lässt sich als Hinweis darauf interpretieren, dass es im Hinblick auf eine Kompetenzorientierung in den Prüfungen noch weiteren Veränderungsbedarf gibt.
Label-free Electrostatic Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect Devices
(2016)
A capacitive field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensor modified with a positively charged weak polyelectrolyte of poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/single-stranded probe DNA (ssDNA) bilayer has been used for a label-free electrostatic detection of pathogen-specific DNA amplification via polymerase chain reaction (PCR). The sensor is able to distinguish between positive and negative PCR solutions, to detect the existence of target DNA amplicons in PCR samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process.
Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit sind wichtige Anforderungen bei der Planung langlebiger technischer Systeme. Meist werden bei Lebensdaueroptimierungen lediglich einzelne Komponenten vordefinierter Systeme untersucht. Ob eine optimale Lebensdauer eine gänzlich andere Systemvariante bedingt, wird nur selten hinterfragt. Technical Operations Research (TOR) erlaubt es, aus Obermengen technischer Systeme automatisiert die lebensdaueroptimale Systemstruktur auszuwählen. Der Artikel zeigt dies am Beispiel eines hydrostatischen Getriebes.