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In diesem Beitrag stellt sich die Nachwuchswissenschaftlerin Dr.-Ing. Dorina Strieth vom Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik der TU Kaiserslautern vor. Neben aktuellen Forschungsarbeiten und Lehraktivität berichtet sie über die Notwendigkeit des Wissenstransfers in die Zivilgesellschaft. Fachlich berichtet sie von aktuellen Ergebnissen der intelligenten Nutzung phototropher Biofilme sowie dem Potenzial zur biotechnologischen Herstellung nachhaltiger Baumaterialien.
Janus-Materialien sind anisotrope Nano- und Mikroarchitekturen, die zwei verschiedene Seiten mit unterschiedlichen oder entgegengesetzten physikochemischen Eigenschaften aufweisen. Parallel zur Entwicklung neuer Methoden zur Herstellung dieser Materialien wurden entscheidende Fortschritte in Bezug auf Anwendungen erzielt, z. B. in der Biologie, der Katalyse, der Pharmazie und neuerdings auch in der Batterietechnologie. Dieser Kurzaufsatz stellt die jüngsten und wichtigsten Erfolge bei der Anwendung aufgabenspezifisch funktionalisierter Janus-Nanomaterialien im Bereich der heterogenen Katalyse für unterschiedliche chemische Transformationen vor. Er umfasst Reduktionreaktionen, oxidative Entschwefelung und Farbstoffabbau, asymmetrische Katalyse, Biomassetransformationen, Kaskadenreaktionen, Oxidationsreaktionen, übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungsreaktionen, elektro- und photokatalytische Reaktionen sowie Gasphasenreaktionen. Zum Abschluss folgt ein Ausblick auf mögliche zukünftige Anwendungen.
Es wird eine hochgradig diastereoselektive Eintopf-Synthese der 1,3-Diamino-2-Alkohol-Einheit mit drei fortlaufenden Stereozentren beschrieben. Bei dieser Methode werden 2-Oxyenamide als neue Bausteine für den raschen Aufbau des 1,3-Diamin-Gerüsts, mit einer zusätzlichen stereogenen Sauerstofffunktionalität in C2-Position, eingesetzt. Zusätzlich wird über eine stereoselektive Synthese der erforderlichen (Z)-Oxyenamide berichtet.
Computational-Fluid-Dynamics (CFD)-Simulationen in Kombination mit Tropfenpopulationsbilanzen führen zu einem praxisgerechten Standard, um auf Basis verfügbarer Prozessdaten den Strömungsverlauf – und damit die Verweilzeitverteilung – in liegenden Abscheidern beliebiger Größe zu berechnen. Durch Implementierung des Tropfenverhaltens wird auch die Berechnung eines tropfenspezifischen Abscheider-Wirkungsgrades ermöglicht. Die Methodenentwicklung erfolgte mit baugleichen Anlagen an drei verschiedenen Standorten. Die darauf beruhenden CFD-Simulationen wurden erfolgreich mit experimentellen Daten der beteiligten Industriepartner validiert.
Erstmalig wurde Synchrotron-basierte nukleare inelastische Streuung (NIS) unter Nutzung des Mößbauer-Isotops 161Dy für die Untersuchung der vibronischen Eigenschaften eines DyIII-basierten Einzelmolekülmagneten, [Dy(Cy3PO)2(H2O)5]Br3⋅2 (Cy3PO)⋅2 H2O⋅2 EtOH, eingesetzt. Die experimentelle partielle Phononen-Zustandsdichte, die alle Schwingungen mit einer Auslenkung des DyIII-Ions enthält, wurde mit Hilfe von auf Dichtefunktionaltheorie (DFT) basierenden Simulationen reproduziert, was die Zuordnung aller intramolekularen Schwingungsmoden des Moleküls ermöglicht. Diese Studie zeigt, dass 161Dy-NIS als eine experimentelle Methode ein hohes Potential besitzt, um zur Klärung der Rolle von Phononen in Einzelmolekülmagneten beizutragen.
The digitization of extraction columns requires a profound knowledge of the present hydrodynamics/mass transport interaction as well as appropriate measurement techniques for the detection of relevant input and target values. In this article, the different techniques for droplet size distribution as well as concentration determination are presented and new methods for online evaluation are discussed. In combination with the simulation of droplet size, holdup and solute concentration distribution, an online-capable process tool for controlling and optimizing extraction columns will be obtained.
Editorial
(2021)
Ein Bioraffineriekonzept für (Bier-)Treber wird vorgeschlagen, bei dem im Gegensatz zu bestehenden Konzepten wasserlösliche Komponenten durch Pressen abgetrennt und als Grundlage für eine Milchsäurefermentation mit Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis verwendet werden. Die verbleibenden strukturellen Kohlenhydrate des Treberrückstandes werden durch hydrothermale und enzymatische Vorbehandlung in fermentierbare Zucker überführt. Es entstehen deutlich weniger Nebenprodukte, die das Wachstum von Mikroorganismen inhibieren können, als bei der Nutzung von nicht abgepresstem Treber.
In order to discuss the kinds of reasoning a visualization supports and the conclusions that can be drawn within the analysiscontext, a theoretical framework is needed that enables a formal treatment of the reasoning process. Such a model needs toencompass three stages of the visualization pipeline: encoding, decoding and interpretation. The encoding details how dataare transformed into a visualization and what can be seen in the visualization. The decoding explains how humans constructgraphical contexts inside the depicted visualization and how they interpret them assigning meaning to displayed structuresaccording to a formal reasoning strategy. In the presented model, we adapt and combine theories for the different steps intoa unified formal framework such that the analysis process is modelled as an assignment of meaning to displayed structuresaccording to a formal reasoning strategy. Additionally, we propose the ConceptGraph, a combined graph-based representationof the finite-state transducers resulting from the three stages, that can be used to formalize and understand the reasoning process.We apply the new model to several visualization types and investigate reasoning strategies for various tasks.
Editorial
(2020)