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Development of open educational resources for renewable energy and the energy transition process
(2021)
The dissemination of knowledge about renewable energies is understood as a social task with the highest topicality. The transfer of teaching content on renewable energies into digital open educational resources offers the opportunity to significantly accelerate the implementation of the energy transition. Thus, in the here presented project six German universities create open educational resources for the energy transition. These materials are available to the public on the internet under a free license. So far there has been no publicly accessible, editable media that cover entire learning units about renewable energies extensively and in high technical quality. Thus, in this project, the content that remains up-to-date for a longer period is appropriately prepared in terms of media didactics. The materials enable lecturers to provide students with in-depth training about technologies for the energy transition. In a particular way, the created material is also suitable for making the general public knowledgeable about the energy transition with scientifically based material.
Aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is associated with early and delayed brain injury due to several underlying and interrelated processes, which include inflammation, oxidative stress, endothelial, and neuronal apoptosis. Treatment with melatonin, a cytoprotective neurohormone with anti-inflammatory, anti-oxidant and anti-apoptotic effects, has been shown to attenuate early brain injury (EBI) and to prevent delayed cerebral vasospasm in experimental aSAH models. Less is known about the role of endogenous melatonin for aSAH outcome and how its production is altered by the pathophysiological cascades initiated during EBI. In the present observational study, we analyzed changes in melatonin levels during the first three weeks after aSAH.
Wir alle haben schon einmal von ihnen gehört. Die einen kennen sie aus dem Geschichtsunterricht, die anderen haben sie vielleicht auch schon mal bewusst oder unbewusst auf der Straße gesehen. Einige sind es sogar selbst. Die Rede ist von jüdischen Menschen in Deutschland.
In unserer Bundesrepublik wird die jüdische Bevölkerung unausweichlich mit dem Gedanken des Holocausts verbunden. Jüdinnen und Juden wird somit eine Identität zugesprochen, mit der sie nichts zu tun haben. Es findet eine Stigmatisierung statt. Dabei sind jüdische Menschen heutzutage so divers wie noch nie. Das Printmedium »Ich sehe was, was Du nicht siehst« beleuchtet diese selten wahrgenommene Diversität und zeigt durch spannende Interviews eine jüdische Welt, die außerhalb der NS-Verbrechen liegt. Darüber hinaus findet man Informationen zu verschiedenen jüdischen Bräuchen, historischen Ereignissen und interessanten Infografiken.
Durch die Urbanisierung, wird es in Städten immer enger und der Verkehr nimmt zu. Das hat hohe Emissionen und Platzmangel zur Folge. In der Masterarbeit wurde die Abhängigkeit zum Auto in der Stadt hinterfragt und ein Konzept erarbeitet, welches die Autonutzung und den Autobesitz ablöst. Dabei entstand ein neuer Fahrradanhänger, der eine multifunktionale Nutzung zulässt und einen elektrischen Antrieb besitzt. Dadurch bietet er einen komfortablen Support im Alltag. Zudem wurde ein Geschäftskonzept entwickelt, welches ermöglicht, den Anhänger mit einem digitalen Ausleihsystem unter Nachbarn oder Freunden zu teilen. Ein wichtiges Kriterium für das Produkt und den Service war, dass die Mobilität der Zukunft nicht nur nachhaltig sein soll, sondern auch Laune machen muss.
Component failures within water supply systems can lead to significant performance losses. One way to address these losses is the explicit anticipation of failures within the design process. We consider a water supply system for high-rise buildings, where pump failures are the most likely failure scenarios. We explicitly consider these failures within an early design stage which leads to a more resilient system, i.e., a system which is able to operate under a predefined number of arbitrary pump failures. We use a mathematical optimization approach to compute such a resilient design. This is based on a multi-stage model for topology optimization, which can be described by a system of nonlinear inequalities and integrality constraints. Such a model has to be both computationally tractable and to represent the real-world system accurately. We therefore validate the algorithmic solutions using experiments on a scaled test rig for high-rise buildings. The test rig allows for an arbitrary connection of pumps to reproduce scaled versions of booster station designs for high-rise buildings. We experimentally verify the applicability of the presented optimization model and that the proposed resilience properties are also fulfilled in real systems.
Müll ist immer und überall vorhanden – auch wenn wir ihn nicht sehen. Gerade unsichtbarer Müll birgt für 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 Müll entstehen.
Ziel war es, eine Bookazine-Reihe zu konzipieren, die in sechs Ausgaben das Thema des unsichtbaren Mülls beleuchtet. Die erste Ausgabe zum Thema Kunststoff wurde exemplarisch gestaltet.
Zusätzlich zum redaktionellen Teil untermauern Infografiken die Texte faktisch und Fotoserien emotional.
Da unsichtbarer Müll 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.
Der Archäologische Park Xanten (APX) gilt als Deutschlands einziger archäologischer Freiluftpark. Er zeichnet sich im Verbund mit dem Römermuseum durch seine Lage auf dem historischen Grund einer römischen Metropole und seine kontinuierliche Forschungsaktivität aus und bietet so ein einzigartiges Umfeld von kultureller Relevanz. Ziel dieses Projektes war es, ein neues Erscheinungsbild zu entwickeln, welches klar die Thematik des Parks in den Medien erkennbar macht. Das Corporate Design dient dazu, die Inhalte des Verbundes in einem einheitlichen System medienübergreifend zu präsentieren. Das Design unterstützt den APX in seiner Funktion als Begegnungs- und Bildungsstätte. Aufgrund dessen ist es im Hinblick auf das Ziel relevant, das Interesse an Kulturgeschichte und Forschung zu wecken.
Die Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen (ACHSE) ist das einzige krankheitsübergreifende Netzwerk von und für Menschen mit einer seltenen Erkrankung in Deutschland. Insgesamt sind 4 Millionen Menschen in Deutschland von einer der rund 8.000 seltenen Krankheiten betroffen.
Durch die Seltenheit der verschiedenen Krankheiten ist es oft schwer, Experten zu finden, die richtige Versorgung sicherzustellen oder Studien durchzuführen. Betroffene fühlen sich oft nicht wahrgenommen und alleine gelassen. Die ACHSE dient als unabhängige Schnittstelle und Knotenpunkt zwischen Betroffenen, Regierung, Politik und Wirtschaft. Gemeinsam bündeln sich hier 130 Patientenorganisationen unter einem Dach, um die Betroffenen in den Fokus zu rücken. Ziel der Bachelorarbeit ist die Entwicklung eines Erscheinungsbildes sowie einer Kampagne, die das Thema mehr ins Bewusstsein der Öffentlichkeit bringt und informiert.
Performing tasks, such as running and jumping, requires activation of the agonist and antagonist muscles before (motor unit pre-activation) and during movement performance (Santello and Mcdonagh, 1998). A well-timed and regulated muscle activation elicits a stretch-shortening cycle (SSC) response, naturally occurring in bouncing movements (Ishikawa and Komi, 2004; Taube et al., 2012). By definition, the SSC describes the stretching of a pre-activated muscle-tendon complex immediately followed by a muscle shortening in the concentric push-off phase (Komi, 1984).
Given the importance of SSC actions for human movement, it is not surprising that many studies investigated the biomechanics of this phenomenon; in particular, drop jumps (DJs) represent a good paradigm to study muscle fascicle and tendon behavior in ballistic movements involving the SSC.
Within a DJ, three main phases [pre-activation, braking, and push-off (PO; Komi, 2000)] have been recognized and extensively studied in common and challenging conditions, such as changes in load, falling height, or simulated hypo-gravity (Avela et al., 1994; Arampatzis et al., 2001; Fukashiro et al., 2005; Ishikawa et al., 2005; Sousa et al., 2007; Ritzmann et al., 2016; Helm et al., 2020).
These studies show that the timing and amount of triceps-surae muscle-tendon unit pre-activation in DJs are differentially regulated based on the load applied to the muscle, being optimal in normal “Earth” gravity conditions (Avela et al., 1994), but decreased in simulated hypo-gravity, hyper-gravity (Avela et al., 1994; Ritzmann et al., 2016), or unknown conditions (i.e., unknown falling heights; Helm et al., 2020). Some authors indicated that, when falling from heights different from the optimal one [defined as the drop height giving a maximum DJ performance indicated as peak ground reaction force (GRF) or jump high], electromyographic (EMG) activity of the plantar flexors increases from lower than optimal to higher than optimal heights (Ishikawa and Komi, 2004; Sousa et al., 2007).
These findings highlight the ability of the central nervous system to regulate the timing and amount of pre-activation according to different jumping conditions, thus regulating muscle fascicle length, tendon and joint stiffness as well as position, in order to safely land on the ground and quickly re-bounce.
Similarly, to pre-activation, also in the braking phase, the plantar flexors are differentially regulated. In optimal height (i.e., load) jumping conditions, gastrocnemius medialis (GM) fascicles shorten at early ground contact (possibly due to the intervention of the stretch reflex; Gollhofer et al., 1992) and behave quasi-isometrically in the late braking phase, enabling tendon elongation, and storage of elastic energy (Gollhofer et al., 1992; Fukashiro et al., 2005; Sousa et al., 2007). When increasing the falling height (augmenting the impact GRF), the quasi-isometric behavior of fascicles disappears, and fast fascicle lengthening occurs (Ishikawa et al., 2005; Sousa et al., 2007).
In the third and last PO phase, fascicles shorten and the tendon releases the elastic energy previously stored. Bobbert et al. (1987) reported no influence of jumping height on the work done and on the net vertical impulse assessed during PO; this observation suggests that, despite an optimal DJ performance might be achieved only in specific conditions (falling heights, loads), the central nervous system seems to be able to regulate muscle behavior in order to effectively perform the required task also in challenging situations.
Although the regulation of triceps-surae muscle-tendon unit in DJs has been extensively investigated, very few studies focused on sarcomeres behavior during the performance of this SSC movement (Kurokawa et al., 2003; Fukashiro et al., 2005, 2006). Sarcomeres represent muscle contractile units and are known to express different amounts of force depending on their length (Gordon et al., 1966; Walker and Schrodt, 1974); thus, understanding the time course of their responses during DJs is fundamental to gain further insights into muscle force-generating capacity. In vivo measurement of sarcomere length in humans has been so far been performed only in static positions and under highly controlled experimental conditions (Llewellyn et al., 2008; Sanchez et al., 2015). Instead, human sarcomere length estimation (achieved by dividing GM measured fascicle length for a fixed sarcomere number) in dynamic contractions provided an indirect measure of sarcomere operating range during squat jump, countermovement jump, and DJ (Fukashiro et al., 2005, 2006; Kurokawa et al., 2003). The results of these studies showed that sarcomeres operate in the ascending limb of their length-tension (L-T) relationship in all types of jumps, and particularly so in DJ.
However, most of the available observations on sarcomere and muscle fascicle behavior were made in condition of constant gravity. Thus, in order to understand how sarcomere and muscle fascicle length are regulated in variable gravity conditions, we performed experiments in a parabolic flight, involving variable gravity levels, ranging from about zero-g to about double the Earth’s gravity (1 g; Waldvogel et al., 2021).
Specifically, the aims of the present study were as follows:
1. To investigate the ability of the neuromuscular system in regulating fascicle length in response to conditions of variable gravity.
2. To estimate sarcomere operative length in the different DJ phases, in order to calculate its theoretical force production and its possible modulation in conditions of variable gravity.
We hypothesized that muscle fascicles would be differentially regulated in different gravity conditions compared to 1 g, particularly in anticipation of landing and re-bouncing in unknown gravity levels. In addition, we hypothesized that sarcomeres would operate in the upper part of the ascending limb of their L-T relationship, possibly lengthening during the braking phase (especially in hyper-gravity) while operating quasi-isometrically in 1 g.