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Mit freundlicher Genehmigung der Autoren und des Oldenbourg Industrieverlags https://www.oldenbourg-industrieverlag.de/de/9783835633223-33223 erschienen als Beitrag im Tagungsband zur AALE-Tagung 2012. 9. Fachkonferenz 4.-5. Mai 2012, Aachen, Fachhochschule. ISBN 9783835633223 S 5-1 S. 127-135 Es werden Ergebnisse unterschiedlicher Projekte aus dem Bereich der Simulation von Wärmeübertragungsprozessen mit Excel-VBA vorgestellt. - Thermische Behandlung hochviskoser Fruchtzubereitungen, verschiedene Projekte und Kooperationen mit der Zentis GmbH & Co. KG, Aachen (J. Becker, U. Feuerriegel, G. Wersch). - Untersuchung des dynamischen Verhaltens von dampfbeheizten Ethylen-Verdampfern. Projekt mit der TGE Gas Engineering GmbH, Bonn (M. Ecker, U. Feuerriegel, U. Hoffmann, S. Wittenhorst). - Dynamische Simulation des axialen Temperaturverlaufs von elektrisch beheizten Rohrreaktoren. Kooperation mit dem Institut für Chemische Verfahrenstechnik, TU Clausthal (U. Feuerriegel, U. Kunz, M. Pook, S. Wittenhorst).
FH Aachen Dimensionen 01/12 Herausgeber : Rektor der FH Aachen Inhaltsverzeichnis Thema 06 Vielfalt integrieren - nachhaltig fördern | Mit einer systematischen Qualitätsentwicklung von Studium und Lehre reagiert die FH Aachen auf den Studienandrang 12 "Wir sprechen niemandem die Studierfähigkeit ab" | Prof. Helmut Jakobs und Dr. Michael Heger äußern sich zur Bildungspolitik und den Herausforderungen der Hochschule in den kommenden Jahren Studium 14 Extraraum für Aachen | NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze auf „Hochschul-Tour zum doppelten Abiturjahrgang“ 18 Wohnen auf Zeit | Studierende des Fachbereichs Architektur entwickeln temporäre Wohnformen für die Zeit des Studierendenandrangs 19 Spioniert mein Handy mich aus? | FH-Student Michael Stahl hat eine App geschrieben, die die Internet-Kommunikation seines Smartphones mitschneidet und auswertet 20 Hoch hinaus | FH Aachen entwickelt zusammen mit der Polytechnik- Universität ersten Architekturstudiengang in Namibia 22 Wenn ein Rad ins andere greift | FH Aachen bietet neuen Masterstudiengang „Automatisierungs- und Antriebstechnik“ erstmals im Sommersemester 2012 an 23 Stabiler Lichtbogen | Andreas Bügener testete für eine belgische Firma neuartige Schweißverfahren 24 Student Sven von Osten gewinnt Corporate-Design-Wettbewerb | „Elektromobilität Region Aachen“ hat ein neues Markenzeichen 26 Doppelt gemoppelt hält besser | Studiengang Bauingenieurwesen - Netzingenieur öffnet sich für Handwerksberufe 27 Meldungen / Studium International 28 Erstes Parabolrinnen-Kraftwerk in Thailand | FH-Absolventen waren am Bau der Anlage beteiligt 32 Zirvedekiler | Zwei FH-Professoren befinden sich „in bester Gesellschaft“ 34 Der High-Level-Master für Wirtschaftswissenschaftler | Der OpenBordersMBA punktet mit seiner Internationalität 36 Meldungen / International Forschung 38 Geheimnisvoller Eismond | FH Aachen entwickelt Technik für die Erforschung des Saturnmondes Enceladus 42 Wie ein Blitz | FH-Forscher entwickeln 3400 Grad heißen Plasma-Laser 44 Gegen den Durst | FH entwickelt für Namibia ein mehrstufiges System zur solarthermischen Grundwasseraufbereitung 46 Nachwuchs forscht | FH-Doktoranden präsentieren und diskutieren die Ergebnisse ihrer wissenschaftlichen Arbeit 48 „Global denken – lokal handeln“ | NOWUM-Energy gestaltet lokales Klimaschutzkonzept für Gangelt 49 Meldungen / Forschung Personen 50 „Plötzlich waren vier Kalaschnikows auf mich gerichtet“ | FH-Student Fabian Nawrath war sieben Monate mit dem Fahrrad in Afrika unterwegs 54 Der Ausdauernde | Kanzler Rainer Smeetz geht nach 38 Jahren in Ruhestand 55 Zum 100. Geburtstag von Wernher von Braun | FH veröffentlicht Sonderpublikation mit einem Essay von Prof. Dr. Jesco Freiherr von Puttkamer 56 Der Ingenieur der Phantasia-Welten | FH-Absolvent Ralf-Richard Kenter ist heute Chef des berühmtesten Freizeitparks Deutschlands 58 Verdienter Lohn | 56 Studierende erhalten ein Jahr lang ein Stipendium 60 Ehrenplakettenträger und Absolventen 2011 74 Personalia 76 Buchtipps 77 Neuberufene Professorinnen und Professoren 79 Ausscheidende Professoren 80 Nachwort | Aachener Flugpionier Richard Perlia mit 106 Jahren verstorben Service 82 „Helle Köpfe“ erforschen die Haut des Wassers | Prof. Dr. Günter Jakob Lauth erklärt Viertklässlern, was hinter der Oberflächenspannung steckt 84 Mobile Behörde | Ausländeramt des Kreises Düren bietet neuen Service am Campus Jülich 86 Über die Zukunft der Fachhochschulen | Gemeinsame Veranstaltung von GEW und FH Aachen 87 „Eine faire und transparente Lösung“ | Durch die Einführung flexibler Arbeitszeiten starten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter entspannt in den Arbeitstag 88 Meldungen / Service 90 Messen und Veranstaltungen 94 Ortswechsel / Dreiländereck 95 Impressum
Proceedings of the 2nd Humboldt Kolleg, Hammamet, Tunisia Organizer: Alexander von Humboldt Stiftung, Germany. pdf 184 p. Welcome Address Dear Participants, Welcome to the 2nd Humboldt Kolleg in “Nanoscale Science and Technology” (NS&T’12) in Tunisia, sponsored by the "Alexander von Humboldt" foundation. The NS&T’12 multidisciplinary scientific program includes seven "hot" topics dealing with "Nanoscale Science and Technology" covering basic and application-oriented research as well as industrial (market) aspects: - Molecular Biophyics, Spectroscopy Techniques, Imaging Microscopy - Nanomaterials Synthesis for Medicine and Bio-chemical Sensors - Nanostructures, Semiconductors, Photonics and Nanodevices - New Technologies in Market Industry - Environment, Electro-chemistry, Bio-polymers and Fuel Cells - Nanomaterials, Photovoltaic, Modelling, Quantum Physics - Microelectronics, Sensors Networks and Embedded Systems We are deeply indebted to all members of the Scientific Committee and General Chairs for joint Sessions and to all speakers and chairmen, who have dedicated invaluable time and efforts for the realization of this event. On behalf of the Organizing Committee, we are cordially inviting you to join the conference and hope that your stay will be fruitful, rewarding and enjoyable. Prof. Dr. Michael J. Schöning, Prof. Dr. Adnane Abdelghani
Mit freundlicher Genehmigung der Autoren und des Oldenbourg Industrieverlags https://www.oldenbourg-industrieverlag.de/de/9783835633223-33223 erschienen als Beitrag im Tagungsband zur AALE-Tagung 2012. 9. Fachkonferenz 4.-5. Mai 2012, Aachen, Fachhochschule. ISBN 9783835633223 S 2-1 S. 37-46 Original-Abstract der Autoren: "Dieser Artikel beschreibt eine universelle Programmierschnittstelle zur Entwicklung von Motion-Logic Applikationen für industrielle Motion-Controller. Sie ermöglicht die Entwicklung von Software mit modernen Hochsprachen, wie C/C++. Visual Basic, C#, Java, Objective-Cund visuellen Programmiersprachen, wie LabVIEW in Koexistenz mit klassischen Programmiersprachen für speicherprogrammierbare Steuerungen nach IEC 61131-3. Daraus ergeben sich neue Möglichkeiten industrielle Antriebs- und Steuerungssysteme mit ihrem IT-Umfeld zu verbinden."
Mit freundlicher Genehmigung der Autoren und des Oldenbourg Industrieverlags https://www.oldenbourg-industrieverlag.de/de/9783835633223-33223 erschienen als Beitrag im Tagungsband zur AALE-Tagung 2012. 9. Fachkonferenz 4.-5. Mai 2012, Aachen, Fachhochschule. ISBN 9783835633223 S 6-2. S. 165-174 Zusammenfassung der Autoren: "Abschließend kann festgehalten werden, dass die gesamten durchgeführten Überlegungen von den Messergebnissen der Inbetriebnahme positiv bestätigt werden. Es wird durch diese Topologie eine maximale Systemverfügbarkeit garantiert und die Zellen werden optimal betrieben. Ein Blick in die Zukunft für dieses Projekt zeigt viele Erweiterungs- und Optimierungsaufgaben. So muss der DC/DC-Wandler für einen bidirektionalen Betrieb erweitert werden, um einen Rekuperationsbetrieb zu gewährleisten bzw. die Zellen laden zu können. Dadurch können gleichzeitig die Gleichrichterdioden im Sekundärleistungsteil durch IGBTs oder MOSFETs ersetzt werden. Die voll funktionsfähige Version des DC/DC-Wandlers könnte höchstwahrscheinlich direkt auf die Anschlusspole der Zelle montiert werden, wodurch das Gewicht gesenkt wird. Durch die verringerte Verlustleistung in den Zuleitungen könnte der Wirkungsgrad noch einmal gesteigert werden.
Pandaboard, TurtleBot, Kinect und Co. : Low-Cost Hardware im Lehreinsatz für die mobile Robotik.
(2012)
Mit freundlicher Genehmigung der Autoren und des Oldenbourg Industrieverlags https://www.oldenbourg-industrieverlag.de/de/9783835633223-33223 erschienen als Beitrag im Tagungsband zur AALE-Tagung 2012. 9. Fachkonferenz 4.-5. Mai 2012, Aachen, Fachhochschule. ISBN 9783835633223 S 8-1 S. 229-238 Original-Abstract des Autors: "Die mobile Robotik wird durch den Einsatz von Low-Cost Hardware einem breiten Publikum zugänglich. Bis vor kurzem basierte eine erschwingliche Hardware meist auf Mikrocontrollern mit den entsprechenden Leistungseinschränkungen z.B. im Bereich der Bildverarbeitung. Die Wahrnehmung einer 3D-Umgebung und somit die Möglichkeit zur autonomen Navigation wurde mit relativ kostenintensiver Hardware, z.B. Stereo-Vision-Systemen und Laserscannern gelöst. Die zur Auswertung der Sensorik notwendige Rechenleistung stand - entweder aufgrund des Stromverbrauchs oder der Performance meist für mobile Plattformen (lokal) - nicht zur Verfügung. Durch Einsatz von leistungsfähigen Prozessoren aus dem Bereich der Mobilgeräte (Smartphones, Tablets) und neuartigen Sensoren des Consumer-Bereichs, wie der Kinect, können mobile Roboter kostengünstig für den Einsatz in der Lehre aufgebaut werden.
Forschungsbericht / Themenheft : Querschnittsthemen 4 Grußwort Prorektorin Prof. Dr. rer. nat. Christiane Vaeßen 6 Highlightprojekte 8 Erfolgsmeldungen aus der Wissenschaft 10 Konstruktion, Planung und Gestaltung / Institut für Baustoffe und Baukonstruktionen (IBB) 12 Stahlbaulabor 13 Geografische Informationssysteme in der Gewässerplanung 14 Didaktisch visuelle Einführung in die Architektur des Aachener Doms 16 CIVITAS-DYN@MO 17 Laserinstallation „fluently scientific“ 18 Subversive Schönheit 19 Gestaltung als Tool Wirtschaftswissenschaften 24 Cross-cultural Training 26 Unternehmerische Orientierung in etablierten Unternehmen – der Einfluss des Top-Management-Führungsstils im internationalen Vergleich 28 LEAN LAB 30 QFD - Stand der Anwendung und Perspektiven in Deutschland 34 Entwicklung eines universellen Qualitätskontrollzentrums 35 Telekommunikationsmärkte der Zukunft MINT 38 Forschungsprojekt GPUFaserVis - Visualisierung von hochauflösenden Nervenfasern des Gehirns 39 "3rd pulse plasma bulb" (quasi-quecksilberfreie HF-Energiesparlampe) 40 Labor für Nuklearchemie 44 CHERNE - Die Erfolgsgeschichte eines Hochschulnetzwerks 46 Steigerung der Immunogenität von therapeutischen Impfstoffen gegen Krebs (INB) 47 Direkter Nachweis von geladenen Makromolekülen mit Feldeffekt-Biosensoren, "veredelt" mit Keramikoberflächen (INB) 48 Smartphones - kleine Alleskönner, die viel über uns wissen 49 Gebrauchstaugliche IT-Systeme für den Mittelstand 51 Engineering-Useability mit Motion-Controllern 52 Labor für Elektrische Antriebssysteme : Rapid-Control-Protoyping von Industrieantrieben 53 Einzelteilfertigung komplexer Endprodukte am Beispiel Zahntechnik und Goldschmiedekunst 55 Schadstoffarme Wasserstoff und Syngas-Verbrennung für die Energieversorgung von morgen 56 EC2GO – Thermomanagement im E-Carsharing 57 SORT Standardised On-Road Test Cycles 58 EIC – Exhaust Impulse Charger 59 Der Blitz – Doch nicht unberechenbar! Ein dynamisches Modell zur Berechnung von Einschlagstellen und Einschlagwahrscheinlichkeiten 60 ETL QUADRAT: Semantische Annotationen in ETL-Prozessen als Qualitäts- und Effizienztreiber für Datenaggregatoren im Internet 61 HiX4AGWS: History-tracing XML for an Actor-driven Grid-enabled Workflow System 62 Impressum
Light-addressable potentiometric sensors (LAPS) are field-effect-based sensors. A modulated light source is used to define the particular measurement spot to perform spatially resolved measurements of chemical species and to generate chemical images. In this work, an organic-LED (OLED) display has been chosen as a light source. This allows high measurement resolution and miniaturisation of the system. A new developed driving method for the OLED display optimised for LAPS-based measurements is demonstrated. The new method enables to define modulation frequencies between 1 kHz and 16 kHz and hence, reduces the measurement time of a chemical image by a factor of 40 compared to the traditional addressing of an OLED display.
Chemical imaging systems allow the visualisation of the distribution of chemical species on the sensor surface. This work represents a new flexible approach to read out light-addressable potentiometric sensors (LAPS) with the help of a digital light processing (DLP) set-up. The DLP, known well for video projectors, consists of a mirror-array MEMS device, which allows fast and flexible generation of light patterns. With the help of these light patterns, the sensor surface of the LAPS device can be addressed. The DLP approach has several advantages compared to conventional LAPS set-ups, e.g., the spot size and the shape of the light pointer can be changed easily and no mechanical movement is necessary, which reduces the size of the set-up and increases the stability and speed of the measurement. In addition, the modulation frequency and intensity of the light beam are important parameters of the LAPS set-up. Within this work, the authors will discuss two different ways of light modulation by the DLP set-up, investigate the influence of different modulation frequencies and different light intensities as well as demonstrate the scanning capabilities of the new set-up by pH mapping on the sensor surface.
Die bauaufsichtliche Einführung der Eurocodes steht unmittelbar bevor. Für den Bereich des Stahl- und Spannbetonbaus soll die Anwendung zum 1. Juli 2012 verbindlich sein, d. h. mit diesem Stichtag sollte nur noch der Eurocode 2 (DIN EN 1992-1-1, Ausgabe Januar 2011) mit seinem zugehörigen nationalen Anhang (DIN EN 1992-1-1/NA, Ausgabe Januar 2011) Verwendung finden, die DIN 1045-1 wird zurückgezogen. Bereits seit März 2010 gilt eine Übergangsphase, ist der die Anwendung des Eurocodes alternativ zur DIN 1045-1 als bauaufsichtlich gleichwertige Lösung möglich.
Beton nach DIN 1045-2
(2012)
Geotechnik
(2012)
In der nationalen und der europäischen Normung werden die geotechnischen Aufgaben zwecks Mindestanforderungen an Baugrunduntersuchung, rechnerische Nachweise und Überwachung der Ausführung in drei Klassen (Kategorien) eingeteilt. Sie richten sich nach der zu erwartenden Reaktion des Baugrundes, nach dem geotechnischen Schwierigkeitsgrad des Tragwerks und seiner Einflüsse auf dieUmgebung.
Siedlungswasserwirtschaft
(2012)
Abfallwirtschaft
(2012)
The chemical imaging sensor is a semiconductor-based chemical sensor that can visualize the two-dimensional distribution of specific ions or molecules in the solution. In this study, we developed a miniaturized chemical imaging sensor system with an OLED display panel as a light source that scans the sensor plate. In the proposed configuration, the display panel is placed directly below the sensor plate and illuminates the back surface. The measured area defined by illumination can be arbitrarily customized to fit the size and the shape of the sample to be measured. The waveform of the generated photocurrent, the current–voltage characteristics and the pH sensitivity were investigated and pH imaging with this miniaturized system was demonstrated.
Realisation of a calorimetric gas sensor on polyimide foil for applications in aseptic food industry
(2012)
A calorimetric gas sensor is presented for the monitoring of vapour-phase H2O2 at elevated temperature during sterilisation processes in aseptic food industry. The sensor was built up on a flexible polyimide foil (thickness: 25 μm) that has been chosen due to its thermal stability and low thermal conductivity. The sensor set-up consists of two temperature-sensitive platinum thin-film resistances passivated by a layer of SU-8 photo resist and catalytically activated by manganese(IV) oxide. Instead of an active heating structure, the calorimetric sensor utilises the elevated temperature of the evaporated H2O2 aerosol. In an experimental test rig, the sensor has shown a sensitivity of 4.78 °C/(%, v/v) in a H2O2 concentration range of 0%, v/v to 8%, v/v. Furthermore, the sensor possesses the same, unchanged sensor signal even at varied medium temperatures between 210 °C and 270 °C of the gas stream. At flow rates of the gas stream from 8 m3/h to 12 m3/h, the sensor has shown only a slightly reduced sensitivity at a low flow rate of 8 m3/h. The sensor characterisation demonstrates the suitability of the calorimetric gas sensor for monitoring the efficiency of industrial sterilisation processes.
The esophageal Doppler monitor (EDM) is a minimally-invasive hemodynamic device which evaluates both cardiac output (CO), and fluid status, by estimating stroke volume (SV) and calculating heart rate (HR). The measurement of these parameters is based upon a continuous and accurate approximation of distal thoracic aortic blood flow. Furthermore, the peak velocity (PV) and mean acceleration (MA), of aortic blood flow at this anatomic location, are also determined by the EDM. The purpose of this preliminary report is to examine additional clinical hemodynamic calculations of: compliance (C), kinetic energy (KE), force (F), and afterload (TSVRi). These data were derived using both velocity-based measurements, provided by the EDM, as well as other contemporaneous physiologic parameters. Data were obtained from anesthetized patients undergoing surgery or who were in a critical care unit. A graphical inspection of these measurements is presented and discussed with respect to each patient’s clinical situation. When normalized to each of their initial values, F and KE both consistently demonstrated more discriminative power than either PV or MA. The EDM offers additional applications for hemodynamic monitoring. Further research regarding the accuracy, utility, and limitations of these parameters is therefore indicated.
Partikelmesstechnik
(2012)
Der Schutz von Produkten vor der Kontamination durch Partikel gilt als eine zentrale Aufgabe der Reinraumtechnik. Da es dabei um Kontaminationseffekte weit unterhalb der visuellen Wahrnehmbarkeit geht, braucht es leistungsfähige Verfahren, um die Messgröße „Partikelkontamination“ über den gesamten Bereich, den Anwender fordern, präzise zu bestimmen. Neben der Partikelhäufigkeit ist dabei die Größe der Partikel, die sowohl das Transportverhalten wie auch die mögliche Wirkung auf das Produkt beeinflusst, von entscheidender Bedeutung. Ferner kann es für die Ermittlung von Kontaminationsquellen von Interesse sein, die Form und die chemische Natur der Partikel zu bestimmen (z. B. textile Fasern, Metallabrieb, flüssige Tröpfchen). Die Partikelhäufigkeit wird üblicherweise als Konzentration, d. h. bezogen auf das analysierte Gasvolumen angegeben. Bei den in reinen Technologien üblichen niedrigen Konzentrationen dient als Häufigkeitsmaß die Partikelanzahlkonzentration, also die Partikelanzahl pro Volumeneinheit des Trägermediums.
Mit Gesetz vom 29.7.2009 (BGBl 2009 I S. 2355) hat der deutsche Gesetzgeber die EU-Verbraucherkreditrichtlinie 2008/48/EG vom 23.4.2008 NWB PAAAD-28762 in nationales Recht umgesetzt. In diesem Gesetz ist auch der Immobiliardarlehensvertrag neu geregelt worden. Auf diese besondere Kreditform sind grds. die Vorschriften zum Verbraucherkredit anzuwenden, so dass der Darlehensgeber auch im Fall einer Immobilienfinanzierung zu vorvertraglicher Information des Verbrauchers verpflichtet ist. Beim finanzierten Immobilienerwerb werden Veräußerer und kreditgebende Bank häufig in Abstimmung und Zusammenarbeit tätig, so dass für die Bank besondere Aufklärungspflichten gegenüber dem Verbraucher entstehen. Im Fall der Verletzung dieser Pflichten drohen ihr Schadensersatzansprüche oder ein Widerrufsrecht des Verbrauchers.
Mit einer aktuellen Entscheidung hat der BGH, Urt. v. 11.5.2012 - V ZR 196/11, MDR 2012, 958 seine Rechtsprechung v. 5.6.2008 - V ZB 85/07 zur Entstehungsphase einer Wohnungseigentümergemeinschaft fortgeführt. In dieser Entscheidung sieht der BGH die Erwerber von Wohnungseigentum als Kostenschuldner gem. § 16 Abs. 2 WEG an, obwohl diese noch nicht im Grundbuch eingetragen sind. Eine andere Rechtslage besteht beim sog. Zweiterwerb. Die Abgrenzung von Erstund Zweierwerb ist aufgrund der völlig unterschiedlichen Rechtsfolgen für die Praxis von großer Bedeutung.
A variety of transition metals, e.g., copper, zinc, cadmium, lead, etc. are widely used in industry as components for wires, coatings, alloys, batteries, paints and so on. The inevitable presence of transition metals in industrial processes implies the ambition of developing a proper analytical technique for their adequate monitoring. Most of these elements, especially lead and cadmium, are acutely toxic for biological organisms. Quantitative determination of these metals at low activity levels in different environmental and industrial samples is therefore a vital task. A promising approach to achieve an at-side or on-line monitoring on a miniaturized and cost efficient way is the combination of a common potentiometric sensor array with heavy metal-sensitive thin-film materials, like chalcogenide glasses and polymeric materials, respectively.
The chemical imaging sensor is a chemical sensor which is capable of visualizing the spatial distribution of chemical species in sample solution. In this study, a novel measurement system based on the chemical imaging sensor was developed to observe the inside of a Y-shaped microfluidic channel while injecting two sample solutions from two branches. From the collected chemical images, it was clearly observed that the injected solutions formed laminar flows in the microfluidic channel. In addition, ion diffusion across the laminar flows was observed. This label-free method can acquire quantitative data of ion distribution and diffusion in microfluidic devices, which can be used to determine the diffusion coefficients, and therefore, the molecular weights of chemical species in the sample solution.
This work describes the novel combination of the light-addressable electrode (LAE) and the light-addressable potentiometric sensor (LAPS) into a microsystem set-up. Both the LAE as well as the LAPS shares the principle of addressing the active spot by means of a light beam. This enables both systems to manipulate resp. to detect an analyte with a high spatial resolution. Hence, combining both principles into a single set-up enables the active stimulation e.g., by means of electrolysis and a simultaneous observation e.g., the response of an entrapped biological cell by detection of extracellular pH changes. The work will describe the principles of both technologies and the necessary steps to integrate them into a single set-up. Furthermore, examples of application and operation of such systems will be presented.
Deoxyribonucleic acid (DNA) and protein recognition are now standard tools in biology. In addition, the special optical properties of microsphere resonators expressed by the high quality factor (Q-factor) of whispering gallery modes (WGMs) or morphology dependent resonances (MDRs) have attracted the attention of the biophotonic community. Microsphere-based biosensors are considered as powerful candidates to achieve label-free recognition of single molecules due to the high sensitivity of their WGMs. When the microsphere surface is modified with biomolecules, the effective refractive index and the effective size of the microsphere change resulting in a resonant wavelength shift. The transverse electric (TE) and the transverse magnetic (TM) elastic light scattering intensity of electromagnetic waves at 600 and 1400 nm are numerically calculated for DNA and unspecific binding of proteins to the microsphere surface. The effect of changing the optical properties was studied for diamond (refractive index 2.34), glass (refractive index 1.50), and sapphire (refractive index 1.75) microspheres with a 50 µm radius. The mode spacing, the linewidth of WGMs, and the shift of resonant wavelength due to the change in radius and refractive index, were analyzed by numerical simulations. Preliminary results of unspecific binding of biomolecules are presented. The calculated shift in WGMs can be used for biomolecules detection.
The Volatility Framework is a collection of tools for the analysis of computer RAM. The framework offers a multitude of analysis options and is used by many investigators worldwide. Volatility currently comes with a command line interface only, which might be a hinderer for some investigators to use the tool. In this paper we present a GUI and extensions for the Volatility Framework, which on the one hand simplify the usage of the tool and on the other hand offer additional functionality like storage of results in a database, shortcuts for long Volatility Framework command sequences, and entirely new commands based on correlation of data stored in the database.
Der Deutsche Bundestag und Bundesrat haben am 2.3.2012 bzw. 30.3.2012 das Gesetz gegen Kostenfallen im Internet verabschiedet, das am 1.8.2012 in Kraft treten wird. Hiermit hat der deutsche Gesetzgeber einen ersten Schritt getan, um die neue EU-Verbraucherrechterichtlinie vom 25.10.2011 (2011/83/EU, ABl L 304/64) in nationales Recht umzusetzen. Mit dieser Umsetzung ist das drängendste Problem der Kosten- und Abo-Fallen im elektronischen Geschäftsverkehr aus dem Gesamtpaket der Verbraucherrechterichtlinie herausgelöst und in dem neugefassten § 312g BGB behandelt worden. Eile bei der Umsetzung war hier geboten, weil unseriöse Unternehmen im elektronischen Rechtsverkehr zunehmend und in großem Umfang gegenüber ihren Kunden durch irreführende Gestaltungen ihrer Internetseiten verschleiern, dass die angebotenen Leistungen entgeltpflichtig sind.
Many applications in computational science and engineering require the computation of eigenvalues and vectors of dense symmetric or Hermitian matrices. For example, in DFT (density functional theory) calculations on modern supercomputers 10% to 30% of the eigenvalues and eigenvectors of huge dense matrices have to be calculated. Therefore, performance and parallel scaling of the used eigensolvers is of upmost interest. In this article different routines of the linear algebra packages ScaLAPACK and Elemental for parallel solution of the symmetric eigenvalue problem are compared concerning their performance on the BlueGene/P supercomputer. Parameters for performance optimization are adjusted for the different data distribution methods used in the two libraries. It is found that for all test cases the new library Elemental which uses a two-dimensional element by element distribution of the matrices to the processors shows better performance than the old ScaLAPACK library which uses a block-cyclic distribution.
Temperature-dependent ranges of coexistence in a model of a two-prey-one-predator microbial food web
(2012)
The objective of our study was to analyze the effects of temperature on the population dynamics of a three-species food web consisting of two prey bacteria (Pedobacter sp. and Acinetobacter johnsonii) and a protozoan predator (Tetrahymena pyriformis) as model organisms. We assessed the effects of temperature on the growth rates of all three species with the objective of developing a model with four differential equations based on the experimental data. The following hypotheses were tested at a theoretical level: Firstly, temperature changes can affect the dynamic behavior of a system by temperature-dependent parameters and interactions and secondly, food web response to temperature cannot be derived from the single species temperature response. The main outcome of the study is that temperature changes affect the parameter range where coexistence is possible within all three species. This has significant consequences on our ideas regarding the evaluation of effects of global warming.
Biodiversity and the coexistence of species have puzzled and fascinated biologists since decades and is a hotspot in todays’ natural sciences. Preserving this biodiversity is a great challenge as habitats and environments underlying tremendous changes like climate change and the loss of natural habitats, which are mainly due to anthropogenic influences. The coexistence of numerous species even in homogeneous environments is a stunning feature of natural communities and has been summarized under the term ‘paradox of plankton’. Up to now, there are several mechanisms discussed, which may contribute to local and global diversity of organisms. Several interspecific trade offs have been identified maintaining the coexistence of species like their abilities regarding competition and predator avoidance, their capability to disperse in space and time, and their ability to exploit variable resources. Further, micro-evolutionary dynamics supporting the coexistence of species have been added to our knowledge, and deriving from theoretical deterministic models, non-linear dynamics which describe the temporal fluctuation of abundances of organisms. Whereas competition and predation seem to be clue structural elements within interacting organisms, the intrinsic dynamic behavior – by means of temporal changes in abundance - plays an important role regarding coexistence within a community. The present work sheds light on different factors affecting the coexistence of species using experimental microbial model systems consisting of a bacterivorous ciliate as the predator and two bacteria strains as prey organism. Additionally, another experimental setup consisting of two up to five bacteria species competing for one limiting resource was investigated. Highly controllable chemostat systems were established to exclude extrinsic disturbances. According to theoretical analyses I was able to show - experimentally and theoretically - that phenotypic plasticity of one species within a microbial one-predator-two-prey food web enlarges the range of possible coexistence of all species under different dynamic conditions, compared to a food web without phenotypic plasticity. This was accompanied by non-linear (chaotic) population dynamics within all experimental systems showing phenotypic plasticity. The experiments on the interplay of competition, predation and invasion showed that all aspects have an influence on species coexistence. Under undisturbed controlled conditions all aspects were analyzed in detail and in combination. Populations showed oscillations which were shown by quasi-chaotic attractors in phase space diagrams. Competition experiments with two up to five bacteria species competing for one limiting resource showed that all organisms were able to coexist which was mediated by species oscillations entering a regime of chaos. Besides that fact it was found, that the productivity (biomass) as well as the total cell numbers – under the same nutrition supply – increased by an increasing number of species in the experimental systems. Up to now, the occurrence of non-linear dynamics in well controlled experimental studies has been recognized several times and this phenomenon seemed to be more common in natural systems than generally assumed.
The interest in PET detectors with monolithic block scintillators is growing. In order to obtain high spatial resolutions dedicated positioning algorithms are required. But even an ideal algorithm can only deliver information which is provided by the detector. In this simulation study we investigated the light distribution on one surface of cuboid LSO scintillators of different size. Scintillators with a large aspect ratio (small footprint and large height) showed significant position information only for a minimum interaction depth of the gamma particle. The results allow a quantitative estimate for a useful aspect ratio.
Additive Manufacturing durch Aufschmelzen von Metallpulvern hat sich auf breiter Front als Herstellverfahren, auch für Endprodukte, etabliert. Besonders für die Variante des Selective Laser Melting (SLM) sind Anwendungen in der Zahntechnik bereits weit verbreitet und der Einsatz in sensitiven Branchen wie der Luftfahrt ist in greifbare Nähe gerückt. Deshalb werden auch vermehrt Anstrengungen unternommen, um bisher nicht verarbeitete Materialien zu qualifizieren. Dies sind vorzugsweise Nicht-Eisen- und Edelmetalle, die sowohl eine sehr hohe Reflektivität als auch eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen – beides Eigenschaften, die die Beherrschung des Laser-Schmelzprozesses erschweren und nur kleine Prozessfenster zulassen. Die Arbeitsgruppe SLM des Lehr- und Forschungsgebietes Hochleistungsverfahren der Fertigungstechnik hat sich unter der Randbedingung einer kleinen und mit geringer Laserleistung ausgestatteten SLM Maschine der Aufgabe gewidmet und am Beispiel von Silber die Parameterfelder für Einzelspuren und wenig komplexe Geometrien systematisch untersucht. Die Arbeiten wurden von FEM Simulationen begleitet und durch metallographische Untersuchungen verifiziert. Die Ergebnisse bilden die Grundlage zur schnellen Parameterfindung bei komplexen Geometrien und bei Veränderungen der Zusammensetzung, wie sie bei zukünftigen Legierungen zu erwarten sind. Die Ergebnisse werden exemplarisch auf unterschiedliche Geometrien angewandt und entsprechende Bauteile gezeigt.
It is well known that the already large dielectric constants of some electrolytes like BaTiO₃ can be enhanced further by adding metallic (e.g. Ni, Cu or Ag) nanoparticles. The enhancement can be quite large, a factor of more than 1000 is possible. The consequences for the properties will be discussed in the present paper applying a brick-layer model (BLM) for calculating dc-resistivities of thin layers and a modified one (PBLM) that includes percolation for calculating dielectric properties of these materials. The PBLM results in an at least qualitative description and understanding of the physical phenomena: This model gives an explanation for the steep increase of the dielectric constant below the percolation threshold and why this increase is connected to a dramatic decrease of the breakdown voltage as well as the ability of storing electrical energy. We conclude that metallic electrolyte composites like BaTiO₃ are not appropriate for energy storage.
Im Beitrag wird zunächst das Verfahren eines dynamischen elektro-geometrischen Modells vorgestellt. Dieses arbeitet im Gegensatz zum klassischen Blitzkugel-Verfahren nicht mit konstanten Radien; vielmehr wird der Radius der Blitzkugel variiert. Dabei werden ausschließlich vorhandene und in internationalen Normen anerkannte Ergebnisse, blitzphysikalische Grundlagen und Untersuchungen verwendet, und auf deren Grundlage ein numerisches Verfahren erarbeitet. Mit dem dynamischen elektro-geometrischen Modell werden dann einige Beispiele des Schutzes mit Fangstangen, die gemäß dem klassischen Blitzkugel-Verfahren nach DIN EN 62305-3 für die Schutzklassen I – II – III – IV geplant sind, untersucht. Es wird gezeigt, dass die Einfangwirksamkeiten wesentlich höher sind als in der Normenreihe DIN EN 62305 selbst angegeben. Grund dafür ist die Tatsache, dass das Blitzkugel-Verfahren sehr konservativ aufgebaut ist und dem Planer von Blitzschutzsystemen nur die möglichen Stellen für einen Einschlag aufzeigt, ohne eine Bewertung der Einschlagshäufigkeit zu liefern. Andererseits bedeutet dies jedoch, dass man mit dem klassischen Blitzkugel-Verfahren stets auf der „sicheren Seite“ liegt.