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Die Informationsbroschüre „3D-Druck – Prozessmanagement für individualisierte Massenprodukte“ richtet sich an 3D-Druckdienstleister, die additive Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing) nutzen, sowie an IT-Dienstleister, die eine Plattform für den Datenaustausch und die Individualisierung anbieten.
Mit der additiven 3D-Drucktechnologie erfolgt die Fertigung von Produkten durch einen schichtweisen Aufbau. In dieser Broschüre werden mögliche Potenziale im Bereich der Herstellung mittels additiver Fertigungsverfahren aufgezeigt.
A 3D finite element model of the female pelvic floor for the reconstruction of urinary incontinence
(2014)
A platform technology for the automated reaction control in magnetizable micro-fluidic droplets
(2014)
Biopharmaceuticals such as antibodies are produced in cultivated mammalian cells, which must be monitored to comply with good manufacturing practice. We, therefore, developed a fully automated system comprising a specific exhaust gas analyzer, inline analytics and a corresponding algorithm to precisely determine the oxygen uptake rate, carbon dioxide evolution rate, carbon dioxide transfer rate, transfer quotient and respiratory quotient without interrupting the ongoing cultivation, in order to assess its reproducibility. The system was verified using chemical simulation experiments and was able to measure the respiratory activity of hybridoma cells and DG44 cells (derived from Chinese hamster ovary cells) with satisfactory results at a minimum viable cell density of ~2.0 × 10⁵ cells ml⁻¹. The system was suitable for both batch and fed-batch cultivations in bubble-aerated and membrane-aerated reactors, with and without the control of pH and dissolved oxygen.
The impact of wake model effects is investigated for two highly
non-planar lifting systems. Dependent on the geometrical
arrangement of the configuration, the wake model shape is found
to considerably affect the estimation. Particularly at higher angles
of attack, an accurate estimation based on the common linear wake
model approaches is involved.
The scope of this study is the measurement of endotoxin adsorption rate for carbonized rice husk. It showed good adsorption properties for LPS. During the batch experiments, several techniques were used and optimized for improving the material’s adsorption behavior. Also, with the results obtained it was possible to differentiate the materials according to their adsorption capacity and kinetic characteristics.
Adsorptive Vorbehandlung von Rohglycerin für die 1,3-Propandiol Fermentation mit Clostridium diolis
(2014)
Bei der Gewinnung von Fettsäuren aus Pflanzenölen, z. B. zur Herstellung von Biopolymeren, oder bei der Biodiesel- und Seifenproduktion, fällt Glycerin als Nebenprodukt an. Bei der Biokonversion dieses Rohstoffes zu 1,3-Propandiol wird der Produktionsorganismus Clostridium diolis durch Verunreinigungen im Rohglycerin gehemmt. Als inhibierende Substanzen konnten freie Fettsäuren identifiziert werden. Mithilfe eines adsorptiven Aufarbeitungsverfahrens ist es gelungen, die Fettsäuren zu entfernen und die Konversionseffizienz zu 1,3-Propandiol zu erhöhen.
The necessity of e-books as a primary of learning, its opportunities for realization of competence during training biologist and biotechnologist specialists are determined. Definitions and requirements to the e-books, its advantages in comparison with traditional textbooks, and the ways of creation of e-books in the SunRav BookEditor program are considered.
Aktiver und passiver antimikrobieller Oberflächenschutz durch funktionalisierte Mikropartikel
(2014)
Mikrobielle Verunreinigungen von Oberflächen in technischen und medizinischen Systemen sind allgegenwärtig. Sie basieren üblicherweise auf adsorptiven Oberflächenbindungen organischer Komponenten (Proteine und Fette) oder Membrankomponenten aerogener sowie wassergebundener Mikroorganismen. In laufenden Forschungsarbeiten wird eine aktive sowie passive Biomodifikation von Oberflächen zu deren Schutz vor Adsorption von Proteinen und Mikroorganismen verfolgt. Der antimikrobielle Schutz soll dabei sowohl durch die Mikrostrukturierung bzw. Rauheitsanpassung der Oberflächen durch deren Beschichtung mit Mikro-und Nanopartikeln erfolgen. Ferner werden antimikrobielle Enzyme und funktionelle Gruppen auf den Mikropartikeln gebunden, um den Oberflächenschutz zu verstärken. In ersten Versuchen wurden quartäre Ammoniumverbindungen auf eigens synthetisierten superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (Durchmesser 10 – 30 nm) immobilisiert und die wachstumshemmende Wirkung untersucht. Erste Ergebnisse zeigten, dass eine Konzentration von 10 mg mL⁻¹ der Ammoniumverbindung in einer Wachstumshemmung des verwendeten Gram-negativen Modell-Mikroorganismus E. coli GFPmut2 resultiert. Zurzeit werden synergistisch wirkende Kombinationen von Partikeln mit Proteasen, quartären Ammoniumverbindungen, hydrophoben Oberflächen und mikrostrukturierten Oberflächen als antimikrobieller Schutz untersucht.
The development of Gossamer sail structures for solar sails contributes to a large field of future space applications like thin film solar generators, membrane antennas and drag sails. The focus of this paper is the development of a drag sail based on solar sail technology that could contribute to a reduction of space debris in low Earth orbits. The drag sail design and its connections to solar sail development, a first test on a sounding rocket, as well as the ongoing integration of the drag sail into a triple CubeSat is presented.
An enzyme system organized in a flow device was used to mimic a reversible Controlled NOT (CNOT) gate with two input and two output signals. Reversible conversion of NAD⁺ and NADH cofactors was used to perform a XOR logic operation, while biocatalytic hydrolysis of p-nitrophenyl phosphate resulted in an Identity operation working in parallel. The first biomolecular realization of a CNOT gate is promising for integration into complex biomolecular networks and future biosensor/biomedical applications.
The composition and physiochemical properties of aquatic-phase natural organic matter (NOM) are most important problems for both environmental studies and water industry. Laser desorption/ionization (LDI) mass spectrometry facilitated successful examinations of NOM, as humic and fulvic acids in NOM are readily ionized by the nitrogen laser. In this study, hydrophobic NOMs (HPO NOMs) from river, reservoir and waste water were characterized by this technique. The effect of analytical variables like concentration, solvent composition and laser energy was investigated. The exact masses of small molecular NOM moieties in the range of 200–1200 m/z were determined in reflectron mode. In addition, spectra of post-source-decay experiments in this range showed that some compounds from different natural NOMs had the same fragmental ions. In the large mass range of 1200–15 000 Da, macromolecules and their aggregates were found in HPO NOMs from natural waters. Highly humic HPO exhibited mass peaks larger than 8000 Da. On the other hand, the waste water and reservoir water mainly had relatively smaller molecules of about 2000 Da. The LDI-MS measurements indicated that highly humic river waters were able to form large aggregates and membrane foulants, while the HPO NOMs from waste water and reservoir water were unlikely to form large aggregates. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.
Die Informationsbroschüre „Anforderungen an die Gestaltung multimodaler Mobilitätsanwendungen“ richtet sich an IT-Dienstleister. In dieser Broschüre werden mögliche Potenziale im Bereich des allgemeinen Mobilitätsmanagements aufgezeigt. Automobilhersteller vernetzten sich zunehmend mit Technologie-Unternehmen. Es geht nicht nur um die besondere Entwicklung von spezieller Elektronik- und Softwarelösungen für Navigations- und Entertainmentsysteme oder auch Fahrassistenz-Systemen in modernen PKW, sondern um einen übergreifenden Design- und Interaktionsansatz für miteinander vernetzte Geräte.
In Folge mehrjähriger statistischer Untersuchungen an der FH Aachen ist unter anderem ein Eingangstest entstanden, der als Diagnosetool für einen erfolgreichen Studieneinstieg verwendet wird. Es hat sich herausgestellt, dass ein Testergebnis von weniger als 25 (von maximal 56 erreichbaren) Punkten die Chance auf einen erfolgreichen Studieneinstieg deutlich verringert. Ungefähr die Hälfte aller Erstsemester hat weniger als 25 Punkte im Eingangstest. Weniger als 20 % dieser Gruppe bestehen innerhalb eines Jahres die Klausur Mathematik 1. Die investierte Zeit von zwei Semestern ist mit Blick auf den Wissenszuwachs und damit letztendlich den Studienerfolg nicht effizient genutzt. Deshalb haben wir im WS 2013/14 einen semesterbegleitenden Anpassungskurs für diese Gruppe installiert. Ziel eines solchen Kurses ist es, die Student/innen innerhalb eines Jahres in die Lage zu versetzen, nach zwei Semestern problemlos den Vorlesungen in Mathematik zu folgen. Dieser Artikel beschreibt das Konzept dieses Anpassungskurses und zeigt erste Ergebnisse und Probleme des Pilotdurchgangs auf.
We study the estimation of some linear functionals which are based on an unknown lifetime distribution. The observations are assumed to be generated under the semi-parametric random censorship model (SRCM), that is, a random censorship model where the conditional expectation of the censoring indicator given the observation belongs to a parametric family. Under this setup a semi-parametric estimator of the survival function was introduced by the author. If the parametric model assumption is correct, it is known that the estimated functional which is based on this semi-parametric estimator is asymptotically at least as efficient as the corresponding one which rests on the nonparametric Kaplan–Meier estimator.
In this paper we show that the estimated functional which is based on this semi-parametric estimator is asymptotically efficient with respect to the class of all regular estimators under this semi-parametric model.
Cytochrom P450 sind Häm-Proteine, die zur Enzymklasse der Oxidoreduktasen (EC 1.14.xy) gehören. Eine wichtige Reaktion ist die Hydroxylierung nichtaktivierter C–H-Bindungen, die in technischen Systemen von großem Interesse ist. Durch die Verwendung von M-IDA-2-Partikeln ist eine direkte Aufreinigung mit gleichzeitiger Immobilisierung und die Applikation der Enzyme aus dem Zelllysat möglich. Damit ist das Verfahren mehr als fünf Stunden schneller als die konventionelle Chromatographie und mehr als 80 % der Aufreinigungszeit wird gespart. Mit dem isolierten nativen Enzym konnte die Plattformchemikalie 9,10-Dihydroxystearinsäure aus Ölsäure hergestellt werden. Unter anderem für die Kunststoffindustrie können aus diesem Produkt wichtige Monomere wie z. B. Azelainsäure hergestellt werden. Die Bildung des Produkts erfolgt in einem zweiphasigen Reaktionssystem an der Grenzfläche zwischen dem Öl und der wässrigen Phase als Feststoff. Um das immobilisierte Enzym aktiv in die obere Phase zu transportieren, wurde eine neue magnetische Mischvorrichtung entwickelt. Das Reaktionsprodukt wurde mit NMR, GC-MS und HPLC-MS analysiert und mit einem chemisch synthetisierten Standard von 9,10-Dihydroxystearinsäure verglichen. Derzeit werden Studien des immobilisierten Häms des Enzyms durchgeführt.
Bacillus pumilus reveals a remarkably high resistance to hydrogen peroxide provoked oxidative stress
(2014)
Bacillus pumilus is characterized by a higher oxidative stress resistance than other comparable industrially relevant Bacilli such as B. subtilis or B. licheniformis. In this study the response of B. pumilus to oxidative stress was investigated during a treatment with high concentrations of hydrogen peroxide at the proteome, transcriptome and metabolome level. Genes/proteins belonging to regulons, which are known to have important functions in the oxidative stress response of other organisms, were found to be upregulated, such as the Fur, Spx, SOS or CtsR regulon. Strikingly, parts of the fundamental PerR regulon responding to peroxide stress in B. subtilis are not encoded in the B. pumilus genome. Thus, B. pumilus misses the catalase KatA, the DNA-protection protein MrgA or the alkyl hydroperoxide reductase AhpCF. Data of this study suggests that the catalase KatX2 takes over the function of the missing KatA in the oxidative stress response of B. pumilus. The genome-wide expression analysis revealed an induction of bacillithiol (Cys-GlcN-malate, BSH) relevant genes. An analysis of the intracellular metabolites detected high intracellular levels of this protective metabolite, which indicates the importance of bacillithiol in the peroxide stress resistance of B. pumilus.
Begriffsbestimmungen
(2014)
Up in the clouds and above fuels and construction materials must be very carefully selected to ensure a smooth flight and touchdown. Out of around 38,000 single and dual-engined propeller aeroplanes, roughly a third are affected by a new trend in the fuel sector that may lead to operating troubles or even emergency landings: The admixture of bio-ethanol to conventional gasoline. Experiences with these fuels may be projected to alternative mixtures containing new components.
Biotechnologie und die mit ihr verbundenen technischen Prozesse prägen seit Jahrtausenden die Entwicklung der Menschheit. Ausgehend von empirischen Verfahren, insbesondere zur Herstellung von Lebensmitteln und täglichen Gebrauchsgütern, haben sich diese Disziplinen zu einem der innovativsten Zukunftsfelder entwickelt. Durch das immer detailliertere Verständnis zellulärer Vorgänge können mittlerweile Produktionsstämme gezielt optimiert werden. Im Zusammenspiel mit moderner Prozesstechnik können so eine Vielzahl von Bulk- und Feinchemikalien sowie Pharmazeutika effizient hergestellt werden. In diesem Artikel werden exemplarisch einige der aktuellen Trends vorgestellt.
Biotechnologische Wertstoffgewinnung entlang der Prozessketten Grüner und Pflanzenöl-Bioraffinerien
(2014)
Der nachwachsende Rohstoff Raps ist in großen Mengen verfügbar und eine Quelle für Biomoleküle mit hohem Wertschöpfungspotenzial. Entwicklungen zur biotechnologischen Wertstoffgewinnung werden dabei schwerpunktmäßig in den Bereichen Aufarbeitung und Funktionalisierung von Polyphenolen und Fetten betrieben. Bei der Verarbeitung der Pflanzenmaterialien werden dabei insbesondere Verfahren zur adsorptiven Aufreinigung und Auftrennung mittels Materialien mit modifizierten Bleicherden und anderen organischen oder anorganischen Adsorbentien untersucht. Ferner wurden für die Aufreinigung von Polyphenolen adsorptive sowie extraktive Prozesse entwickelt. Bei den Entwicklungen wird berücksichtigt, dass Bioraffinerien auf eine fortwährende Gewährleistung eines hohen Produktions- bzw. Lieferbedarfs nachwachsender Rohstoffe angewiesen sind. Somit werden Optionen dezentraler regionaler Vorbehandlungs- und Wertschöpfungsketten in der Nähe landwirtschaftlicher Betriebe einbezogen. Neben neuen Aufreinigungsverfahren werden mikrobielle und enzymatische Prozesse zur wertsteigernden Umsetzung von Glycerin, Polyphenolen und Zuckermonomeren vorgestellt sowie Limitierungen nachwachsender Rohstoffe der 2. Generation diskutiert.
For the sterilisation of aseptic food packages it is taken advantage of the microbicidal properties of hydrogen peroxide (H2O2). Especially, when applied in vapour phase, it has shown high potential of microbial inactivation. In addition, it offers a high environmental compatibility compared to other chemical sterilisation agents, as it decomposes into oxygen and water, respectively. Due to a lack in sensory detection possibilities, a continuous monitoring of the H2O2 concentration was recently not available. Instead, the sterilisation efficacy is validated using microbiological tests. However, progresses in the development of calorimetric gas sensors during the last 7 years have made it possible to monitor the H2O2 concentration during operation. This chapter deals with the fundamentals of calorimetric gas sensing with special focus on the detection of gaseous hydrogen peroxide. A sensor principle based on a calorimetric differential set-up is described. Special emphasis is given to the sensor design with respect to the operational requirements under field conditions. The state-of-the-art regarding a sensor set-up for the on-line monitoring and secondly, a miniaturised sensor for in-line monitoring are summarised. Furthermore, alternative detection methods and a novel multi-sensor system for the characterisation of aseptic sterilisation processes are described.
Members of the species Bacillus pumilus get more and more in focus of the biotechnological industry as potential new production strains. Based on exoproteome analysis, B. pumilus strain Jo2, possessing a high secretion capability, was chosen for an omics-based investigation. The proteome and metabolome of B. pumilus cells growing either in minimal or complex medium was analyzed. In total, 1542 proteins were identified in growing B. pumilus cells, among them 1182 cytosolic proteins, 297 membrane and lipoproteins and 63 secreted proteins. This accounts for about 43% of the 3616 proteins encoded in the B. pumilus Jo2 genome sequence. By using GC–MS, IP-LC/MS and H NMR methods numerous metabolites were analyzed and assigned to reconstructed metabolic pathways. In the genome sequence a functional secretion system including the components of the Sec- and Tat-secretion machinery was found. Analysis of the exoproteome revealed secretion of about 70 proteins with predicted secretion signals. In addition, selected production-relevant genome features such as restriction modification systems and NRPS clusters of B. pumilus Jo2 are discussed.
Today, the assembly of laser systems requires a large share of manual operations due to its complexity regarding the optimal alignment of optics. Although the feasibility of automated alignment of laser optics has been shown in research labs, the development effort for the automation of assembly does not meet economic requirements – especially for low-volume laser production. This paper presents a model-based and sensor-integrated assembly execution approach for flexible assembly cells consisting of a macro-positioner covering a large workspace and a compact micromanipulator with camera attached to the positioner. In order to make full use of available models from computer-aided design (CAD) and optical simulation, sensor systems at different levels of accuracy are used for matching perceived information with model data. This approach is named "chain of refined perception", and it allows for automated planning of complex assembly tasks along all major phases of assembly such as collision-free path planning, part feeding, and active and passive alignment. The focus of the paper is put on the in-process image-based metrology and information extraction used for identifying and calibrating local coordinate systems as well as the exploitation of that information for a part feeding process for micro-optics. Results will be presented regarding the processes of automated calibration of the robot camera as well as the local coordinate systems of part feeding area and robot base.
High-intensity discharge lamps can be driven by radio-frequency signals in the ISM frequency band at 2.45 GHz, using a matching network to transform the impedance of the plasma to the source impedance. To achieve an optimal operating condition, a good characterization of the lamp in terms of radio frequency equivalent circuits under operating conditions is necessary, enabling the design of an efficient matching network. This paper presents the characterization technique for such lamps and presents the design of the required matching network. For the characterization, a high-intensity discharge lamp was driven by a monofrequent large signal at 2.45 GHz, whereas a frequency sweep over 300 MHz was performed across this signal to measure so-called small-signal hot S-parameters using a vector network analyzer. These parameters are then used as an equivalent load in a circuit simulator to design an appropriate matching network. Using the measured data as a black-box model in the simulation results in a quick and efficient method to simulate and design efficient matching networks in spite of the complex plasma behavior. Furthermore, photometric analysis of high-intensity discharge lamps are carried out, comparing microwave operation to conventional operation.
High-k perovskite oxide of barium strontium titanate (BST) represents a very attractive multi-functional transducer material for the development of (bio-)chemical sensors for liquids. In this work, BST films have been applied as a sensitive transducer material for a label-free detection of adsorbed charged macromolecules (positively charged polyelectrolytes) and concentration of hydrogen peroxide vapor as well as protection insulator layer for a contactless electrolyte-conductivity sensor. The experimental results of characterization of individual sensors are presented. Special emphasis is devoted towards the development of a capacitively-coupled contactless electrolyte-conductivity sensor.
In humans, 75% of all drugs are metabolized by the cytochrome P450-dependent monooxygenase system. Enzymes encoded by the CYP2C, CYP2D, and CYP3A gene clusters account for ∼80% of this activity. There are profound species differences in the multiplicity of cytochrome P450 enzymes, and the use of mouse models to predict pathways of drug metabolism is further complicated by overlapping substrate specificity between enzymes from different gene families. To establish the role of the hepatic and extrahepatic P450 system in drug and foreign chemical disposition, drug efficacy, and toxicity, we created a unique mouse model in which 30 cytochrome P450 genes from the Cyp2c, Cyp2d, and Cyp3a gene clusters have been deleted. Remarkably, despite a wide range of putative important endogenous functions, Cyp2c/2d/3a KO mice were viable and fertile, demonstrating that these genes have evolved primarily as detoxification enzymes. Although there was no overt phenotype, detailed examination showed Cyp2c/2d/3a KO mice had a smaller body size (15%) and larger livers (20%). Changes in hepatic morphology and a decreased blood glucose (30%) were also noted. A five-drug cocktail of cytochrome P450 isozyme probe substrates were used to evaluate changes in drug pharmacokinetics; marked changes were observed in either the pharmacokinetics or metabolites formed from Cyp2c, Cyp2d, and Cyp3a substrates, whereas the metabolism of the Cyp1a substrate caffeine was unchanged. Thus, Cyp2c/2d/3a KO mice provide a powerful model to study the in vivo role of the P450 system in drug metabolism and efficacy, as well as in chemical toxicity.
Der Embedded Wireless-Report
(2014)
Ab dem 1.1.2015 ist es soweit: Deutschland erhält einen flächendeckenden und weitgehend branchenunabhängigen gesetzlichen Mindestlohn. Danach haben grundsätzlich alle abhängig beschäftigten Arbeitnehmer einen Anspruch auf eine Entlohnung von wenigstens 8,50 EUR brutto je Arbeitsstunde. Die Auswirkungen dürften enorm sein. Das Bundesministerium für Arbeit und Soziales geht jedenfalls davon aus, dass aufgrund der Einführung des gesetzlichen Mindestlohns mehrere Millionen Beschäftigte einen höheren Lohn beanspruchen können. Der nachfolgende Beitrag gibt einen Überblick über die wesentlichen Inhalte des gesetzlichen Mindestlohns und Hinweise für Anwendungsprobleme in der betrieblichen Praxis.
Persistent infection with the high-risk Human Papillomavirus type 16 (HPV 16) is the causative event for the development of cervical cancer and other malignant tumors of the anogenital tract and of the head and neck. Despite many attempts to develop therapeutic vaccines no candidate has entered late clinical trials. An interesting approach is a DNA based vaccine encompassing the nucleotide sequence of the E6 and E7 viral oncoproteins. Because both proteins are consistently expressed in HPV infected cells they represent excellent targets for immune therapy. Here we report the development of 8 DNA vaccine candidates consisting of differently rearranged HPV-16 E6 and E7 sequences within one molecule providing all naturally occurring epitopes but supposedly lacking transforming activity. The HPV sequences were fused to the J-domain and the SV40 enhancer in order to increase immune responses. We demonstrate that one out of the 8 vaccine candidates induces very strong cellular E6- and E7- specific cellular immune responses in mice and, as shown in regression experiments, efficiently controls growth of HPV 16 positive syngeneic tumors. This data demonstrates the potential of this vaccine candidate to control persistent HPV 16 infection that may lead to malignant disease. It also suggests that different sequence rearrangements influence the immunogenecity by an as yet unknown mechanism.
In this work, the catalyst manganese(IV) oxide (MnO2), of calorimetric gas sensors (to monitor the sterilization agent vaporized hydrogen peroxide) has been investigated in more detail. Chemical analyses by means of X-ray-induced photoelectron spectroscopy have been performed to unravel the surface chemistry prior and after exposure to hydrogen peroxide vapor at elevated temperature, as applied in the sterilization processes of beverage cartons. The surface characterization reveals a change in oxidation states of the metal oxide catalyst after exposure to hydrogen peroxide. Additionally, a cleaning effect of the catalyst, which itself is attached to the sensor surface by means of a polymer interlayer, could be observed.
Developing a new production host from a blueprint: Bacillus pumilus as an industrial enzyme producer
(2014)
As a semiconductor-based electrochemical sensor, the light-addressable potentiometric sensor (LAPS) can realize two dimensional visualization of (bio-)chemical reactions at the sensor surface addressed by localized illumination. Thanks to this imaging capability, various applications in biochemical and biomedical fields are expected, for which the spatial resolution is critically significant. In this study, therefore, the spatial resolution of the LAPS was investigated in detail based on the device simulation. By calculating the spatiotemporal change of the distributions of electrons and holes inside the semiconductor layer in response to a modulated illumination, the photocurrent response as well as the spatial resolution was obtained as a function of various parameters such as the thickness of the Si substrate, the doping concentration, the wavelength and the intensity of illumination.
The simulation results verified that both thinning the semiconductor substrate and increasing the doping concentration could improve the spatial resolution, which were in good agreement with known experimental results and theoretical analysis. More importantly, new findings of interests were also obtained. As for the dependence on the wavelength of illumination, it was found that the known dependence was not always the case. When the Si substrate was thick, a longer wavelength resulted in a higher spatial resolution which was known by experiments. When the Si substrate was thin, however, a longer wavelength of light resulted in a lower spatial resolution. This finding was explained as an effect of raised concentration of carriers, which reduced the thickness of the space charge region.
The device simulation was found to be helpful to understand the relationship between the spatial resolution and device parameters, to understand the physics behind it, and to optimize the device structure and measurement conditions for realizing higher performance of chemical imaging systems.
A novel photoexcitation method for the light-addressable potentiometric sensor (LAPS) realized a higher spatial resolution of chemical imaging. In this method, a modulated light probe, which generates the alternating photocurrent signal, is surrounded by a ring of constant light, which suppresses the lateral diffusion of photocarriers by enhancing recombination. A device simulation verified that a higher spatial resolution could be obtained by adjusting the gap between the modulated and constant light. It was also found that a higher intensity and a longer wavelength of constant light was more effective. However, there exists a tradeoff between the spatial resolution and the amplitude of the photocurrent, and thus, the signal-to-noise ratio. A tilted incidence of constant light was applied, which could achieve even higher resolution with a smaller loss of photocurrent.
Die Beschäftigung von Prokuristen ist gängige betriebliche Praxis. Unternehmen stehen dabei immer wieder vor der Frage, ob und welche Arbeitnehmer sie zu Prokuristen bestellen sollen. Nicht selten bleiben hierbei die arbeitsrechtlichen Konsequenzen, die mit der Bestellung eines Arbeitnehmers zum Prokuristen einhergehen können, unberücksichtigt, wie diverse Gerichtsentscheidungen zeigen. Dieser Beitrag soll einen Überblick über die arbeitsrechtlichen Folgen bei der Beschäftigung von Prokuristen geben und der betrieblichen Praxis somit gleichzeitig als Entscheidungshilfe dienen, wenn es um das Ob und Wie der möglichen Bestellung eines Arbeitnehmers zum Prokuristen geht.
Thema
06 Im Steinreich | Wie Dombaumeister und FH-Absolvent Helmut Maintz mit modernen Mitteln das Erbe von 1200 Jahren bewahrt
12 Ein Meer aus Purpur und Gold | Karlsfiguren als Botschafter Aachens
14 Karl ist in uns allen! | Fotoshooting auf dem Münsterplatz war ein Riesenerfolg Studium
16 Made in Goethestraße | Studierende arbeiten an der Weiterentwicklung von 3-D-Druckern
18 Wenn Träume fliegen lernen | Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik bietet Summerschool Segelfliegen an
20 Kampf um die goldene Dose | Robotikwettbewerb für Scientific-Programming-Studierende
21 Rückenschmerz war gestern | FH-Team entwickelt eine Auflage für Bürostühle
22 Auf gute Nachbarschaft | FH kooperiert mit niederländischem Studierendenverein
24 Vier Unternehmen, drei Tage und 1000 Eindrücke | Studierende des Fachbereichs Wirtschaftswissenschaften auf Benchmark-Reise
25 Ein Grill ist keine Lampe | Gestalter gewinnen Publikumspreis beim Young Creations Award: Upcycling 2014
26 Eine Aufgabe für die gesamte Hochschule | Halbzeitbilanz für das Projekt zur Qualitätsverbesserung in Studium und Lehre
27 Kreative Zufälle | Siebdruckkurs im Ludwig Forum
28 Meldungen/Studium International 30 Goldrausch | Zehn Studierende des Fachbereichs Bauingenieurwesen fahren auf Exkursion nach Kalifornien
32 Torbens Triple | Student des Fachbereichs Wirtschaftswissenschaften auf der Erfolgsspur
34 Auf einmal mittendrin | Studierende des Fachbereichs Gestaltung erleben Istanbul
36 Wenn Tiger am Tatort schwitzen | Zwei FH-Studentinnen forschen für ein paar Monate in der weiten Welt FORSCHUNG UND TRANSFER
38 Der IceMole wird erwachsen | Einschmelzsonde besteht Härtetest in der Antarktis
40 Zündkerze | Mit Mikrowellenenergie Sprit sparen
42 Eine Aufgabe für eine ganze Generation | Energiewende ist und bleibt zentrales Thema des Solar-Instituts Jülich
44 „Early Birds“ – Premiere in Belgien | Vertreter aus Wirtschaft und Wissenschaft zu Gast bei der Sterisys PGmbH
46 Eine elektronische Nase | FH-Forscher entwickelt neues Verfahren zur Überwachung von Abfüllprozessen
48 Ein Höhenflug | Motorsegler der FH Aachen überfliegt den Himalaya bis hinauf zum Gipfel des Mount Everest Personen
52 Unser Mann auf dem Himalaya | Fabian Nawrath hat schon in vielen Ländern eine Dose Cola getrunken
58 Ein Mythos lebt | FH-Alumnus Uwe Niermann und Künstler Peter Klasen bringen Rennlegende wieder auf die Strecke 62 Noch mehr Fahrspaß am Dreiländereck | FH-Student René Hamacher engagiert sich fürs Mountainbiken
63 Boonzaaijer begeistert | FH Aachen verleiht Lehrpreis an Designprofessor
64 Mein Partner mit der kalten Schnauze | Tierische Verstärkung in der Telefonzentrale der FH Aachen
68 Alles andere als langweilig | Leif Battermann ist einer von 78 Studierenden, die eine Ehrenplakette erhalten
70 Rückenwind fürs Studium | 70 Studierende erhalten ein FH-Stipendium
72 Von Kaiser Wilhelm bis Buffalo Bill | Thomas Lochner erzählt die Geschichte der Aachener Tuchindustrie
73 Personalia / Professoren
76 Neue Gleichstellungsbeauftragte | Judith Kürten löst Andrea Stühn ab
76 im Amt bestätigt | Prof. Klocke steht auch in der neuen Amtsperiode an der Spitze des Hochschulrats der FH Kiel SERVICE
78 Den Boden bereiten | Der neue Campus der FH Aachen an der Eupener Straße nimmt Gestalt an
80 Herzlich willkommen! | Fotoaktion bei den Newcomer Days
82 Neuer Hörsaal auf dem Campus Jülich | Nach nur sieben Monaten Bauzeit fertiggestellt
83 Alle Ampeln auf Grün | Schülerinnen bauen Auto mit Wasserstoffantrieb
84 Gemeinsam für den Wissenschaftsstandort | Region und Hochschulen unterzeichnen Kooperationsvertrag
86 Messen und Veranstaltungen
93 Meldungen/Service
94 Ortswechsel | Macht Kunst Schätze – die Ausstellungen zum Karlsjahr
96 Impressum
Thema
06 On the Road and Inside Indonesia | FH-Studentin Petra Hess schreibt ein Buch über Sulawesi
12 Von Hunden im Schafskostüm | Mit „North Orbit“ zeigt der Student Kevin Ramolla Island einmal anders Studium
16 Intelligenter als Staubsaugerroboter | Robotik an der FH Aachen
18 Wir sind Weltmeister! | Carologistics-Team gewinnt bei Roboter-WM
20 „Dein Passwort hält 28 Trilliarden Jahre lang durch!“ | Studierende schärfen Bewusstsein für Passwortsicherheit
22 Gute Ideen für echte Herausforderungen | Zukunftswerkstatt bei der Summer School Renewable Energy
24 Auf der Überholspur | Aixtreme-Racing-Team blickt auf eine gute Saison
26 Das „Momentum“ halten | Interview mit Teamchef Maximilian Philippi
28 Statt Fernseher und Fitnessstudio | Help e.V. hilft jungen Menschen, sich sozial zu engagieren
30 Nimm mein Auto! | FH-Student arbeitet im Start-up-Unternehmen „Tamyca“
32 Nominiert: PR-Bild-Award
34 Den Nerv der Zeit getroffen | Studenten gewinnen dritten Platz bei weltweitem Wettbewerb International
36 Kleiner Sprung, großer Sprung | Solange Wetzels hat sich für ein Studium an der FH entschieden
FORSCHUNG UND TRANSFER
38 Schlag auf Schlag | Pulsierende Herzzellen ebnen im Institut für Bioengineering den Weg zur personalisierten Medizin 42 Komplexe Prozesse einfach dargestellt | Gestalterteam entwirft iPad-App für „ProSense“
44 Zwei Welten vereint | Bei der Entwicklung von Sensoren verknüpft das Institut für Nano- und Biotechnologien Biologie und Mikroelektronik Personen
48 Wir machen euch zum Kaiser! | Fotoaktion bei den Newcomer Days
50 An der Schnittstelle | Dr. Nils Bausch arbeitet als Lecturer an der University of Portsmouth
55 Zwei neue Publikationen zum Aachener Dom
SERVICE
56 Meldungen
59 Kopfnuss
60 Ortswechsel | „La Batte“ in Lüttich
62 Impressum
DNA-hybridization detection using light-addressable potentiometric sensor modified with gold layer
(2014)
Does stiffer electoral competition reduce political shirking? For a micro-analysis of this question, I construct a new data set spanning the years 2005 to 2012 covering biographical and political information about German Members of Parliament (MPs), including their attendance rates in voting sessions. For the parliament elected in 2009, I show that indeed opposition party MPs who expect to face a close race in their district show significantly and relevantly lower absence rates in parliament beforehand. MPs of governing parties seem not to react significantly to electoral competition. These results are confirmed by an analysis of the parliament elected in 2005, by several robustness checks, and also by employing an instrumental variable strategy exploiting convenient peculiarities of the German electoral system. The study also shows how MPs elected via party lists react to different levels of electoral competition.
Üblicherweise werden biotechnologische Reaktionssysteme im mikrofluidischen Maßstab in vorstrukturierten Bauteilen oder mit auf Wellplatten basierenden Robotersystemen realisiert. In dem hier vorgestellten System werden chemische oder biologische Reaktionen mit magnetischen Mikroreaktoren (MR) durchgeführt, bei denen hydrophobe magnetische Mikropartikel einen wässrigen Kern umschließen. Solche MR bieten eine gute Kontrolle der Reaktionsbedingungen, eine verbesserte Sicherheit und Portabilität. Die neue Plattformtechnologie ermöglicht die zweidimensionale Bewegung der magnetischen MR auf einer planaren Ebene. Oberhalb oder unterhalb der Plattform werden Magnetfeldgradienten zum Manipulieren und Bewegen eines oder mehrerer magnetischer MR erzeugt. Die optimal auf die MR wirkenden magnetischen Kräfte werden experimentell ermittelt und simuliert. Die Aktivierung der Magnetfelder wird automatisiert durch elektrische Spulen mit Eisenkern bzw. Neodymmagnet gesteuert. Angewendet wurde das System beim reversiblen Öffnen von MR, um z. B. Reaktionspartner in den wässrigen Kern zu injizieren oder Proben zu entnehmen. Ferner wurde Lac-case A und b-Glucosidase auf einer Quarzglasoberfläche immobilisiert und mit einem MR zum Reagieren gebracht. Weiterhin wurden MR fusioniert und so ein wässriger Kern bestehend aus Laccase mit einem aus dem entsprechenden Substrat Syringaldazin vereint.
Einleitung vor § 1297
(2014)
Die Informationsbroschüre „Elektromobilität in einer vernetzten Welt“ richtet sich an IT-Dienstleister. In dieser Broschüre werden mögliche Potenziale im Bereich der Elektromobilität aufgezeigt. Die Mobilität der Zukunft ist eine interdisziplinäre Angelegenheit und kein reines Automotive-Thema mehr. Beispiele wie Mobilitätsmanagement, eCommerce und Individualisierung sind im Mobilitätsbereich für die IT-Branche relevant.
Use of textile structures for reinforcement of pelvic floor structures has to consider mechanical forces to the implant, which are quite different to the tension free conditions of the abdominal wall. Thus, biomechanical analysis of textile devices has to include the impact of strain on stretchability and effective porosity. Prolift® and Prolift + M®, developed for tension free conditions, were tested by measuring stretchability and effective porosity applying mechanical strain. For comparison, we used Dynamesh-PR4®, which was designed for pelvic floor repair to withstand mechanical strain. Prolift® at rest showed moderate porosity with little stretchability but complete loss of effective porosity at strain of 4.9 N/cm. Prolift + M® revealed an increased porosity at rest, but at strain showed high stretchability, with subsequent loss of effective porosity at strain of 2.5 N/cm. Dynamesh PR4® preserved its high porosity even under strain, but as consequence of limited stretchability. Though in tension free conditions Prolift® and Prolift + M® can be considered as large pore class I meshes, application of mechanical strain rapidly lead to collapse of pores. The loss of porosity at mechanical stress can be prevented by constructions with high structural stability. Assessment of porosity under strain was found helpful to define requirements for pelvic floor devices. Clinical studies have to prove whether devices with high porosity as well as high structural stability can improve the patients' outcome.
Engineering of functional interfaces / Patrick Wagner ; Theodor Doll ; Michael J. Schöning (eds.)
(2014)
The chemical imaging sensor, which is based on the principle of the light-addressable potentiometric sensor (LAPS), is a powerful tool to visualize the spatial distribution of chemical species on the sensor surface. The spatial resolution of this sensor depends on the diffusion of photocarriers excited by a modulated light. In this study, a novel hybrid fiber-optic illumination was developed to enhance the spatial resolution. It consists of a modulated light probe to generate a photocurrent signal and a ring of constant light, which suppresses the lateral diffusion of minority carriers excited by the modulated light. It is demonstrated that the spatial resolution was improved from 92 μm to 68 μm.
The development of a cost-effective hydrolysis for crude cellulose is an essential part of biorefinery developments. To establish such high solid hydrolysis, a new solid state reactor with static mixing is used. However, concentrations >10% (w/w) cause a rate and yield reduction of enzymatic hydrolysis. By optimizing the synergetic activity of cellulolytic enzymes at solid concentrations of 9%, 17% and 23% (w/w) of crude Organosolv cellulose, glucose concentrations of 57, 113 and 152 g L⁻¹ are reached. However, the glucose yield decreases from 0.81 to 0.72gg⁻¹ at 17% (w/w). Optimal conditions for hydrolysis scale-up under minimal enzyme addition are identified. As result, at 23% (w/w) crude cellulose the glucose yield increases from 0.29 to 0.49gg⁻¹. As proof of its applicability, biobutanol, succinic and itaconic acid are produced with the crude hydrolysate. The potential of the substrate is proven e.g. by a high butanol yield of 0.33gg⁻¹.
A semiconductor field-effect device has been used for an enzymatically catalyzed degradation of biopolymers for the first time. This novel technique is capable to monitor the degradation process of multiple samples in situ and in real-time. As model system, the degradation of the biopolymer poly(D, L-lactic acid) has been monitored in the degradation medium containing the enzyme lipase from Rhizomucor miehei. The obtained results demonstrate the potential of capacitive field-effect sensors for degradation studies of biodegradable polymers.
This article describes the fabrication, characterization and application of an epidermal temporary-transfer tattoo-based potentiometric sensor, coupled with a miniaturized wearable wireless transceiver, for real-time monitoring of sodium in the human perspiration. Sodium excreted during perspiration is an excellent marker for electrolyte imbalance and provides valuable information regarding an individual's physical and mental wellbeing. The realization of the new skin-worn non-invasive tattoo-like sensing device has been realized by amalgamating several state-of-the-art thick film, laser printing, solid-state potentiometry, fluidics and wireless technologies. The resulting tattoo-based potentiometric sodium sensor displays a rapid near-Nernstian response with negligible carryover effects, and good resiliency against various mechanical deformations experienced by the human epidermis. On-body testing of the tattoo sensor coupled to a wireless transceiver during exercise activity demonstrated its ability to continuously monitor sweat sodium dynamics. The real-time sweat sodium concentration was transmitted wirelessly via a body-worn transceiver from the sodium tattoo sensor to a notebook while the subjects perspired on a stationary cycle. The favorable analytical performance along with the wearable nature of the wireless transceiver makes the new epidermal potentiometric sensing system attractive for continuous monitoring the sodium dynamics in human perspiration during diverse activities relevant to the healthcare, fitness, military, healthcare and skin-care domains.
Die Erdbeben in Albstadt 1978 (Magnitude 5,7), Roermond 1992 (Magnitude 5,9) oder in Waldkirch 2004 (Magnitude 5,1) haben verdeutlicht, dass die erdbebensichere Auslegung von Mauerwerksbauten auch in Deutschland von großer Bedeutung ist. Bereits im Jahr 1981 wurde die DIN 4149 (1981) “Bauten in deutschen Erdbebengebieten – Lastannahmen, Bemessung und Ausführung üblicher Hochbauten“ eingeführt, in der aber für Mauerwerksbauten nur wenige Anforderungen gestellt wurden. Diese Norm wurde durch den NABau-Arbeitsausschuss “Erdbeben; Sonderfragen“ des Deutschen Instituts für Normung e.V. (DIN) auf Grundlage des Eurocode 8 (2004) vollständig überarbeitet und durch die DIN 4149 (2005) abgelöst, die umfangreiche Regelungen für die seismische Auslegung von Mauerwerksbauten enthält. Mittlerweile liegen die DIN EN 1998-1 (2010) und der Nationale Anhang DIN EN 1998-1/NA (2011) vor, die nach Einarbeitung der Ergebnisse der durchgeführten Anwendungserprobung bauaufsichtlich eingeführt und die DIN 4149 (2005) ersetzen werden. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über die seismische Berechnung und Bemessung von Mauerwerksbauten nach dem europäischen Regelwerk und illustriert deren Anwendung an einem baupraktischen Beispiel.