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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)
Editorial
(2020)
Es werden Ergebnisse aus einer Kontaktsimulation vorgestellt, welche die Oberflächenveränderung eines Axiallagers infolge von unerwünschtem elektrischem Stromdurchgang bei Mischreibung zeigen. Das hierzu entwickelte Modell berücksichtigt neben den Oberflächenrauheiten auch das nichtlineare Materialverhalten des Wälzlagerwerkstoffes. Im Gegensatz zu bekannten Modellierungsmethoden für ähnliche Problemstellungen, wird hier ein neuartiger Ansatz auf Basis einer gekoppelten Euler- Lagrange- Finite Element Simulation entwickelt. Das Modell liefert, mit experimentell geschädigten Oberflächen als Eingangsgröße, Erkenntnisse zum Traganteilsverhalten und weiterer mechanischer Kenngrößen infolge kombinierter mechanischer und elektrischer Belastungen.
Neben einem populistischen Demokratieverständnis bildet auch ein majoritärer Relativismus Teil der deutschen politischen Kultur. Dieser Aufsatz argumentiert und liefert Evidenz dafür, dass es sich um zwei unterschiedliche, aber zugleich teils miteinander verwandte Demokratieauffassungen handelt und dass es wichtig ist, beide auseinanderzuhalten. Wie der Populismus erwartet der majoritäre Relativismus die möglichst unmittelbare und getreue Verwirklichung der Interessen in der Bevölkerung, er hält dabei jedoch ausdrücklich nicht an der Idee eines wahren und einheitlichen Volkswillens fest. Während beide positiv mit der Unterstützung der rechtspopulistischen Partei Alternative für Deutschland (AfD) zusammenhängen, zeigt nur der Populismus einen negativen Zusammenhang mit optimierendem Problemlösen durch künstliche Intelligenz in der politischen Führung, der majoritäre Relativismus hingegen sogar einen positiven Zusammenhang. Bemerkenswert ist zudem, dass der majoritäre Relativismus Unterstützung für die AfD besser vorhersagt als ein populistisches Demokratieverständnis. Damit leistet der Aufsatz einen wichtigen Beitrag zur Debatte über Populismus als Bestandteil der politischen Kultur in Deutschland.
Cellular membranes can serve as barriers between subcellular compartments, but they can also interact to form dynamically regulated membrane contact sites between a specific pair of organelles. Focussing on plants, this article discusses local redox environments and the current knowledge on membrane contact sites as examples for the dividing and connecting functions of membranes, respectively.
Die Möglichkeit einer Prämienanpassung in der deutschen PKV ist vom Wert des sogenannten auslösenden Faktors abhängig, der mittels einer linearen Extrapolation der Schadenquotienten der vergangenen drei Jahre berechnet wird. Seine frühzeitige, verlässliche Vorhersage ist aus Sicht des Risikomanagements von großer Bedeutung. Wir untersuchen deshalb vielfältige Vorhersageansätze, die von klassischen Zeitreihenansätzen und Regression über neuronale Netze bis hin zu hybriden Modellen reichen. Während bei den klassischen Methoden Regression mit ARIMA-Fehlern am besten abschneidet, zeigt ein neuronales Netz, das mit Zeitreihenvorhersage kombiniert oder auf desaisonalisierten und trendbereinigten Daten trainiert wurde, das insgesamt beste Verhalten.
Daseinsvorsorge im Bereich des Schutzes der Trinkwasserressourcen beginnt mit der Pflege des Wasserdargebots. In Anbetracht der sich in tatsächlicher und rechtlicher Hinsicht ändernden Gegebenheiten beim Schutz von Trink-, Mineral- und Heilwasservorkommen (Klimawandel, “Wasserstress” infolge qualitativer und quantitativer Verschlechterungen bis hin zur Trinkwasserknappheit) stellt sich die Frage, wie den Gefahren der zunehmenden Verschlechterung dieser Ressourcen begegnet werden kann. Der nachfolgende Beitrag belegt die These, dass auch bei einer gut gemeinten von Beschleunigungs- und Deregulierungsbestrebungen getragenen landesgesetzlichen Änderung risikovorsorgender, rechtssystematischer Schutzkomponenten der abwägungsrelevante Belang nicht außer Acht bleiben darf, dass es dadurch zu einer systematischen Verschlechterung des rechtlichen und umweltplanerischen Kontroll- und Schutzsystems mit nachteiligen Folgewirkungen für diese Schutzgüter kommen kann. Insofern sollte der Stellenwert, welcher der objektiv-rechtliche Rechtsschutz bei der Erhaltung der besonderen “Naturschätze”, der Trink-, Mineral- und Heilwasservorkommen, einnimmt, nicht unterschätzt werden.
Im Rahmen dieses Beitrags werden Ergebnisse einer Untersuchung an feststoffgeschmierten Wälzlagern vorgestellt. Betrachtet werden dabei Lager, welche einen speziellen, modifizierten Käfig verwenden. Die Käfigtaschen des Käfigs dienen dabei, zusätzlich zu ihrer ursprünglichen Funktion, der Führung der Wälzkörper, als Schmierstoffdepot. Es werden zunächst Prüfaufbau und die Versuchsbedingungen erläutert und in diesem Zusammenhang wird gezeigt, dass der in diesem Beitrag verwendete Aufbau, verglichen mit dem Aufbau vorangegangener Arbeiten, eine deutlich reduzierte Streuung aufweist. Als eine nicht zu vernachlässigende Fehlerquelle bei der gravimetrischen Bestimmung des Käfigtaschenverschleißes wurde das hygroskopische Verhalten des Polymercompounds identifiziert. Einer Verfälschung dieser Messergebnisse durch die unkontrollierte Feuchtigkeitsaufnahme aus der Umgebung, muss durch einen zeitlich vorgelagerten Trocknungsprozess unter definierten Bedingungen vorgebeugt werden. Zudem wird gezeigt, dass die Käfigtaschen sowohl durch den Innenring des Lagers, als auch durch die Wälzkörper verschlissen werden. Hierbei wird eine Messmethode zur Ermittlung der, durch den Innenring verschlissenen, Materialmenge vorgestellt. Durch Oberflächenanalysen der Messingstruktur des Käfigs wird eine Reduzierung des Zinks nachgewiesen, sowie eine Änderung der Oberflächenstruktur festgestellt. Als Ursache wird ein Sublimieren des Zinks aufgrund der Versuchsbedingungen vermutet. Weiterhin wird gezeigt, dass die Prüftemperatur von 300 °C zu einem Schrumpfen der Lagerringe führt. Eine Vorwegnahme dieser Maßverringerung ist durch Temperierung bei 300 °C für 48 h möglich.
Der vorliegende Aufsatz untersucht, (1) inwieweit Unterschiede in der Ausgestaltung der Migrationspolitik auf substaatlicher Ebene in der Bundesrepublik Deutschland bestehen und (2) wodurch sich die Policy-Varianz zwischen den deutschen Ländern erklären lässt. Während bestehende Studien ähnlich gelagerte Fragen meist nur auf Basis eines spezifischen Indikators der Migrationspolitik untersucht haben – wie etwa der Ausgaben – schlagen wir ein mehrdimensionales Messkonzept vor, das sechs unterschiedliche Dimensionen der Migrationspolitik auf Länderebene unterscheidet: (1) die Art der Unterbringung, (2) die Art der Leistungserbringung, (3) die Gesundheitsversorgung, (4) die Aufnahmepraxis, (5) die Abschiebepraxis, sowie die (6) bundesstaatliche Positionierung am Beispiel der „sicheren Herkunftsländer“. Zur Analyse möglicher Pfade zur Erklärung der Unterschiede zwischen den Bundesländern nutzen wir eine fuzzy-set QCA-Analyse und greifen auf Parteipolitik, sozioökonomischen Kontext und die Einstellungen der Bevölkerung als Bedingungen zurück.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass in der Tat substanzielle Unterschiede zwischen den Bundesländern bestehen. Zudem finden wir, dass die parteipolitische Zusammensetzung der Regierung in unterschiedlichen Pfaden eine wichtige Bedingung für das Vorliegen restriktiver bzw. permissiver Migrationspolitik ist. In keinem einzigen kausalen Pfad der fsQCA-Analyse ist überhaupt eine Erklärung restriktiver bzw. permissiver Migrationspolitik ohne Berücksichtigung der Parteiideologie möglich – ein Ergebnis, das klar für die hohe Relevanz der parteipolitischen Zusammensetzung der Regierung spricht. Die Einstellungsmuster der Bevölkerung in dem jeweiligen Bundesland, die Migrationspolitik und die sozioökonomischen Bedingungen scheinen hingegen nur eine untergeordnete Rolle zu spielen.