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In this study, we describe the manufacturing and characterization of silk fibroin membranes derived from the silkworm Bombyx mori. To date, the dissolution process used in this study has only been researched to a limited extent, although it entails various potential advantages, such as reduced expenses and the absence of toxic chemicals in comparison to other conventional techniques. Therefore, the aim of this study was to determine the influence of different fibroin concentrations on the process output and resulting membrane properties. Casted membranes were thus characterized with regard to their mechanical, structural and optical assets via tensile testing, SEM, light microscopy and spectrophotometry. Cytotoxicity was evaluated using BrdU, XTT, and LDH assays, followed by live–dead staining. The formic acid (FA) dissolution method was proven to be suitable for the manufacturing of transparent and mechanically stable membranes. The fibroin concentration affects both thickness and transparency of the membranes. The membranes did not exhibit any signs of cytotoxicity. When compared to other current scientific and technical benchmarks, the manufactured membranes displayed promising potential for various biomedical applications. Further research is nevertheless necessary to improve reproducible manufacturing, including a more uniform thickness, less impurity and physiological pH within the membranes.
Safety of subjects during radiofrequency exposure in ultra-high-field magnetic resonance imaging
(2020)
Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most important medical imaging techniques. Since the introduction of MRI in the mid-1980s, there has been a continuous trend toward higher static magnetic fields to obtain i.a. a higher signal-to-noise ratio. The step toward ultra-high-field (UHF) MRI at 7 Tesla and higher, however, creates several challenges regarding the homogeneity of the spin excitation RF transmit field and the RF exposure of the subject. In UHF MRI systems, the wavelength of the RF field is in the range of the diameter of the human body, which can result in inhomogeneous spin excitation and local SAR hotspots. To optimize the homogeneity in a region of interest, UHF MRI systems use parallel transmit systems with multiple transmit antennas and time-dependent modulation of the RF signal in the individual transmit channels. Furthermore, SAR increases with increasing field strength, while the SAR limits remain unchanged. Two different approaches to generate the RF transmit field in UHF systems using antenna arrays close and remote to the body are investigated in this letter. Achievable imaging performance is evaluated compared to typical clinical RF transmit systems at lower field strength. The evaluation has been performed under consideration of RF exposure based on local SAR and tissue temperature. Furthermore, results for thermal dose as an alternative RF exposure metric are presented.
Multi-enzyme immobilization onto a capacitive field-effect biosensor by nano-spotting technique is presented. The nano-spotting technique allows to immobilize different enzymes simultaneously on the sensor surface with high spatial resolution without additional photolithographical patterning. The amount of applied enzymatic cocktail on the sensor surface can be tailored. Capacitive electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) field-effect sensors with Ta2O5 as pH-sensitive transducer layer have been chosen to immobilize the three different (pL droplets) enzymes penicillinase, urease, and glucose oxidase. Nano-spotting immobilization is compared to conventional drop-coating method by defining different geometrical layouts on the sensor surface (fully, half-, and quarter-spotted). The drop diameter is varying between 84 µm and 102 µm, depending on the number of applied drops (1 to 4) per spot. For multi-analyte detection, penicillinase and urease are simultaneously nano-spotted on the EIS sensor. Sensor characterization was performed by C/V (capacitance/voltage) and ConCap (constant capacitance) measurements. Average penicillin, glucose, and urea sensitivities for the spotted enzymes were 81.7 mV/dec, 40.5 mV/dec, and 68.9 mV/dec, respectively.
Comparative assessment of parallel-hybrid-electric propulsion systems for four different aircraft
(2020)
Until electric energy storage systems are ready to allow fully electric aircraft, the combination of combustion engine and electric motor as a hybrid-electric propulsion system seems to be a promising intermediate solution. Consequently, the design space for future aircraft is expanded considerably, as serial hybrid-electric, parallel hybrid-electric, fully electric, and conventional propulsion systems must all be considered. While the best propulsion system depends on a multitude of requirements and considerations, trends can be observed for certain types of aircraft and certain types of missions. This Paper provides insight into some factors that drive a new design toward either conventional or hybrid propulsion systems. General aviation aircraft, regional transport aircraft vertical takeoff and landing air taxis, and unmanned aerial vehicles are chosen as case studies. Typical missions for each class are considered, and the aircraft are analyzed regarding their takeoff mass and primary energy consumption. For these case studies, a high-level approach is chosen, using an initial sizing methodology. Only parallel-hybrid-electric powertrains are taken into account. Aeropropulsive interaction effects are neglected. Results indicate that hybrid-electric propulsion systems should be considered if the propulsion system is sized by short-duration power constraints. However, if the propulsion system is sized by a continuous power requirement, hybrid-electric systems offer hardly any benefit.
Trotz fortschreitender Automatisierung bleiben manuelle Tätigkeiten ein wichtiger Baustein der Fertigung kundenindividueller Produkte. Um die Mitarbeiter(innen) zu unterstützen und um eine effiziente Arbeit zu ermöglichen, werden zunehmend auf Augmented Reality (AR) basierende Systeme eingesetzt. Die vorgestellte Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung ganzheitlicher AR-Arbeitsplätze für den Einsatz in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Das entwickelte AR- Handarbeitskonzept beinhaltet eine Just-in-time-Darstellung der Arbeitsaufgaben auf Werkstücken mit automatisierter Fertigungskontrolle. Als
Reaktion auf kurze Produktlebenszyklen und hohe Produktvielfalten sind alle Komponenten auf maximale Flexibilität ausgelegt. Ein Umrüsten auf neue Produkte kann innerhalb von Minuten erfolgen.
In Fortschreibung des Jahresrückblicks 2018 (Olbertz, NWB 5/2019 S. 266 ) skizziert der vorliegende Beitrag die jüngsten nennenswerten Entwicklungen im Arbeitsrecht des Jahres 2019. Im Bereich der Gesetzgebung, mit dem sich der erste Teil des Beitrags befasst, betrifft dies etwa das Fachkräfteeinwanderungsgesetz, die angestoßenen Schutzvorschriften für Whistleblower oder das gesetzlich verankerte Recht auf Brückenteilzeit. In der arbeitsrechtlichen höchstrichterlichen Rechtsprechung stand das Jahr 2019 insbesondere im Zeichen des Befristungs- und des Urlaubsrechts. Was hier und darüber hinaus wegweisend war, zeigt der zweite Teil des Beitrags.
EDPB: Europäische Aufsichtsbehörden mit neuen Guidelines zur datenschutzkonformen Einwilligung
(2020)
Verantwortlichkeit, Data Breach, das Ende von Fax & E-Mail: Aufsichtsbehörden mit streitbaren Thesen
(2020)
Am Beispiel der Telekommunikationsindustrie zeigt der Beitrag eine konkrete Ausgestaltung anwendungsorientierter Forschung, die sowohl für die Praxis als auch für die Wissenschaft nutzen- und erkenntnisbringend ist. Forschungsgegenstand sind die Referenzmodelle des Industriegremiums TM Forum, die von vielen Telekommunikationsunternehmen zur Transformation ihrer Strukturen und Systeme genutzt werden. Es wird die langjährige Forschungstätigkeit bei der Weiterentwicklung und Anwendung dieser Referenzmodelle beschrieben. Dabei wird ein konsequent gestaltungsorientierter Forschungsansatz verfolgt. Das Zusammenspiel aus kontinuierlicher Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit einem Industriegremium und der Anwendung in vielfältigen Praxisprojekten führt zu einer erfolgreichen Symbiose aus praktischer Nutzengenerierung sowie wissenschaftlichem Erkenntnisgewinn. Der Beitrag stellt den gewählten Forschungsansatz anhand konkreter Beispiele vor. Darauf basierend werden Empfehlungen und Herausforderungen für eine gestaltungs- und praxisorientierte Forschung diskutiert.
Die Durchführung einer systematischen Literaturrecherche ist eine zentrale Kompetenz wissenschaftlichen Arbeitens und bildet daher einen festen Ausbildungsbestandteil von Bachelor- und Masterstudiengängen. In entsprechenden Lehrveranstaltungen werden Studierende zwar mit den grundlegenden Hilfsmitteln zur Suche und Verwaltung von Literatur vertraut gemacht, allerdings werden die Potenziale textanalytischer Methoden und Anwendungssysteme (Text Mining, Text Analytics) dabei zumeist nicht abgedeckt. Folglich werden Datenkompetenzen, die zur systemgestützten Analyse und Erschließung von Literaturdaten erforderlich sind, nicht hinreichend ausgeprägt. Um diese Kompetenzlücke zu adressieren, ist an der Hochschule Osnabrück eine Lehrveranstaltung konzipiert und projektorientiert umgesetzt worden, die sich insbesondere an Studierende wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge richtet. Dieser Beitrag dokumentiert die fachliche sowie technische Ausgestaltung dieser Veranstaltung und zeigt Potenziale für die künftige Weiterentwicklung auf.