TY - THES A1 - Efremenko, Julia T1 - Development of a new sensing technology and chemosensitive material for affinity sensors based on conducting polymers T1 - Entwicklung neuer Sensortechnologien und chemosensitiven Materials für Affinitätssensoren auf Basis leitfähiger Polymere N2 - The work is focused on the further development of chemical sensors based on conducting polymers. The particular objectives include: (i) implementation of a novel concept for chemical sensors based on the electrical control of the affinity of a receptor layer; (ii) development of a new chemosensitive polymer for the detection of glucose and other diol-containing compounds; (iii) the elaboration of the electrochemical deposition of conducting polymers on a non-metallic plasmonic support. The first task involves the exploitation of the redox activity of conducting polymers, whereby each redox state exhibits distinct affinity properties. This principle was realized on the base of integrated electrochemical transistor comprising a conducting polymer as a receptor layer deposited onto four measurement electrodes, which were wired to the Ag/AgCl electrode through a chloride-containing ionic liquid. This additional electrode was used to control the redox state of the conducting polymer. It was demonstrated that the sensor exhibited an electrically switchable affinity to trimethylamine. This approach was applied to develop a novel chemosensing concept: a virtual sensor array comprising only a single chemosensitive element. The concept was applied in the development of a chemical sensor for the analysis of fish freshness. The second task is concerned with the electrochemical synthesis and analysis of the analytical properties of a novel chemosensitive material, poly-3-thienylboronic acid. This polymer can be synthesized as a film on the surface, as a free-standing polymer film or as polymeric nanoparticles. The presence of the boronic acid group makes it sensitive to saccharides and other compounds containing diols. The use of an adhesive self-assembled monolayer resulted in the formation of highly stable, thin polymer films on the gold electrodes. The formed polymer exhibited conductive properties, while the binding of compounds containing diols resulted in a significant increase in resistance. The affinity of this novel material to a range of different compounds was studied at varying pH and electrode potentials and compared to the affinity of its monomer. It was demonstrated that poly-3-thienylboronic acid has a high affinity for glucose. The measurements performed in a solution containing the main component of human serum indicate that this sensor may have potential applications in the medical field. The third task includes the electrochemical deposition of various conducting polymers, including poly-3-thienylboronic acid, on the surface of titanium nitride and plasmonic nanohole structures based on this material. The modes of the electrochemical polymer deposition and polymer pretreatment required for the electrochemical deposition and analysis were optimized. The research results are important for developing affinity sensors that utilize conducting polymers as chemosensitive receptor layers. N2 - Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Weiterentwicklung chemischer Sensoren auf der Grundlage leitfähiger Polymere. Zu den jeweiligen Aufgabenstellungen gehören: (i) die Umsetzung eines neuartigen Konzepts für chemische Sensoren, das auf der elektrischen Steuerung der Affinität einer Rezeptorschicht beruht; (ii) die Entwicklung eines neuen chemosensitiven Polymers für den Nachweis von Glukose und anderen diolhaltigen Verbindungen; (iii) die Ausarbeitung einer elektrochemischen Abscheidung von leitfähigen Polymeren auf einem nichtmetallischen plasmonischen Träger. Die erste Aufgabe basiert auf der Ausnutzung der Redox-Aktivität von leitfähigen Polymeren, wobei jeder Redox-Zustand unterschiedliche Affinitätseigenschaften aufweist. Dieses Prinzip wurde auf der Grundlage eines integrierten elektrochemischen Transistors realisiert, der ein leitfähiges Polymer als Rezeptorschicht enthält, das auf vier Messelektroden aufgebracht ist, die über eine chloridhaltige ionische Flüssigkeit mit der Ag/AgCl-Elektrode verbunden sind. Diese zusätzliche Elektrode diente der Kontrolle des Redox-Zustands des leitfähigen Polymers. Die zweite Aufgabe konzentriert sich auf die elektrochemische Synthese und Analyse der analytischen Eigenschaften eines neuartigen chemosensitiven Materials, Poly-3-thienylboronsäure. Dieses Polymer kann als Film auf der Oberfläche, als freistehender Polymerfilm oder als polymere Nanopartikel synthetisiert werden. Aufgrund der Boronsäuregruppe ist dieser empfindlich gegenüber Sacchariden und anderen diolhaltigen Verbindungen. Die Verwendung einer klebenden selbstorganisierenden Einzelschicht führte zur Bildung äußerst stabiler dünner Polymerfilme auf den Goldelektroden. Das gebildete Polymer wies leitende Eigenschaften auf, während die Bindung von diolhaltigen Verbindungen zu einem deutlichen Anstieg des Widerstands führte. Die Affinität dieses neuen Materials zu einer Reihe verschiedener Verbindungen wurde bei unterschiedlichen pH-Werten und Elektrodenpotentialen untersucht und mit der Affinität seines Monomers verglichen. Die dritte Aufgabe beinhaltet die elektrochemische Abscheidung verschiedener leitfähiger Polymere, darunter Poly-3-thienylboronsäure, auf der Oberfläche von Titannitrid und auf plasmonischen Nanolochstrukturen auf Basis dieses Materials. In diesem Fall erforderte die elektrochemische Abscheidung eine definierte Vorbehandlung der Elektrodenoberfläche. KW - Electrically driven affinity control KW - Affinity sensors KW - Conducting polymers KW - Chemotransistor KW - Leitfähige Polymere KW - Affinitätssensoren KW - Chemischer Transistor KW - Elektrisch angetriebene Affinitätskontrolle KW - Chemischer Sensor KW - Biosensor KW - Glucose-Sensor KW - Leitfähige Polymere KW - Redoxpolymere Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70123 ER - TY - RPRT A1 - Roewer, Anja A1 - Große-Halbuer, Katharina T1 - In der Pädiatrie ankommen : Pflegefachpersonen bei der Einarbeitung in pädiatrische Handlungsfelder unterstützen ; eine Handreichung für Praxiseinrichtungen und Pflegefachpersonen T1 - Arriving in pediatrics : supporting nurses in their induction into pediatric fields of practice ; a handout for practice facilities and nurses N2 - Pflegerische Situationen in pädiatrischen Handlungsfeldern sind vielfältig und anspruchsvoll. Bereits jetzt und in Zukunft besteht ein hoher Bedarf an qualifizierten Pflegefachpersonen in allen pädiatrischen Versorgungsbereichen. Generalistisch ausgebildete Pflegefachpersonen erlangen mit der Pflegeausbildung einen Berufsabschluss mit grundlegenden Kompetenzen für die pflegerische Versorgung von Menschen aller Altersstufen. Dennoch benötigen auch Pflegefachpersonen in dem Versorgungsbereich, in den sie einmünden, eine gute Einarbeitung, um spezifischen Anforderungen gerecht werden zu können. Diese Handreichung stellt eine konkrete Hilfe für die Einarbeitung von Pflegefachpersonen und ihren Mentor*innen in ausgewählten pädiatrischen Handlungsfeldern dar. Ziel dieser Handreichung ist es, die Attraktivität der pädiatrischen Handlungsfelder für Pflegefachpersonen aufzuzeigen und das „Ankommen“ von Pflegefachpersonen in pädiatrischen Handlungsfeldern zu unterstützen. N2 - Nursing situations in pediatric fields of activity are diverse and demanding. There is already a high demand for qualified nurses in all areas of pediatric care and they will continue to be in the future. With their nursing training, generalist nurses acquire a professional qualification with basic skills for caring for people of all ages. Nevertheless, nurses in the area of care they enter also need good induction training to meet specific requirements. This handout provides concrete assistance for the induction of nurses and their mentors in selected pediatric fields of activity. This handout aims to demonstrate the attractiveness of pediatric fields of activity for nurses and to support the “arrival” of nurses in pediatric fields of activity. KW - Einarbeitung KW - Pädiatrie KW - Pflege KW - Mentor KW - Pflegefachpersonen KW - Nurse KW - Onboarding KW - Pediatric KW - Brandenburg KW - Pflegepersonal KW - Lernfeld KW - Pädiatrie Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70221 ER - TY - JOUR T1 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,09 (30.04.2025) N2 - Neufassung der fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.) vom 30. April 2025 T3 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg - 2025, H. 09 Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69151 ER - TY - THES A1 - Wirth, Fabian T1 - Intermodale Citylogistik Straße - Schiene : Beitrag für die Entwicklung von Transportkonzepten zur Reduktion der negativen Umweltauswirkungen des Güterverkehrs in urbanen Räumen T1 - Intermodal city logistics road – rail : contribution to the development of transport concepts to reduce the negative environmental impact of freight transport in urban areas N2 - Güterverkehr trägt zum Wohlstand einer Gesellschaft bei, verursacht aber zugleich erhebliche negative Umweltauswirkungen. Zukünftig wird eine Verschärfung dieses Zielkonflikts durch Verkehrswachstum erwartet. Eine Lösung bietet die Verlagerung auf umweltfreundlichere Verkehrsträger, insbesondere in urbanen Räumen mit hoher Verkehrs- und Bevölkerungsdichte. Diese Arbeit untersucht, wie innerstädtischer Güterverkehr unter Einbeziehung logistischer und verkehrsträgerspezifischer Potenziale von der Straße auf die Schiene verlagert werden kann. Aufgrund der Netzstrukturen ist dies nur intermodal möglich, also durch die Kombination von Schiene und Straße. Die Wahl eines Verkehrsträgers hängt primär vom Transportpreis, sekundär von der Transportqualität ab. Wettbewerbsfähige intermodale Citylogistik-Konzepte müssen daher ökologisch, ökonomisch und qualitativ nachhaltig sein, was eine optimierte Nutzung von Produktionsressourcen und ein angepasstes Marktumfeld erfordert. Die Arbeit entwickelt umsetzbare Lösungen für die nächsten fünf bis zehn Jahre, basierend auf bestehenden Schienen- und Straßennetzen. Räumliche Potenziale bestehen in brachliegenden, aber noch an das Bahnnetz angeschlossenen innerstädtischen Industrieflächen. Zusätzliche Potenziale liegen im Angebot und der Nachfrage logistischer Dienstleistungen. Die Analyse dieser Faktoren erfolgt anhand von Fachliteratur und eigenen Studien. Die Machbarkeitsstudie NIILO bildet die Grundlage. Die Untersuchung der Nachfrageseite umfasst eine detaillierte Analyse bestehender, meist unimodaler Logistiksysteme, deren Akteure, Nachfrageeffekte, Produktionsformen und Strategien für einen Markteintritt. Die Konsumgüterlogistik wird als relevantes Marktsegment identifiziert. Die Angebotsanalyse liefert einen Überblick über Ladeeinheiten, Umschlagtechnologien, Terminals sowie Straßen- und Schienenverkehrsmittel und deren Infrastruktur. Basierend auf diesen Analysen wird ein strukturiertes Schema zur Entwicklung intermodaler Citylogistik-Konzepte entworfen. Es verbindet den konventionellen kombinierten Verkehr mit klassischer Citylogistik zu einem modularen System. Ein theoretisches Musterprojekt illustriert und validiert das Konzept. Ziel ist die Verlagerung von Transporten zwischen peripheren Güterverkehrszentren und neuen innerstädtischen City-Güterverkehrszentren am Beispiel der Relation Wustermark – Berlin Nordost. Mehrere technologische Varianten der Transportkette werden skizziert und hinsichtlich ökonomischer, ökologischer und qualitativer Kriterien bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass intermodale Transportketten zwar umweltfreundlicher sind, jedoch wirtschaftlich noch nicht attraktiv. Abschließend werden mögliche Maßnahmen simuliert, mit denen die Wettbewerbsfähigkeit durch staatliche Unterstützung, Anbieterstrategien und Nachfrageanpassungen verbessert werden kann. N2 - Freight transport contributes to economic prosperity but has significant environmental drawbacks. With increasing traffic, this conflict is expected to intensify. One potential solution is shifting transport to more environmentally friendly modes, particularly in dense urban areas. This study explores how urban freight transport can shift from road to rail, considering logistical and mode-specific potentials. Due to existing network structures, this shift requires intermodal solutions combining rail and road. Transport mode selection is primarily cost-driven, followed by service quality. Competitive intermodal city logistics concepts must be ecologically, economically, and qualitatively sustainable, requiring optimized resources and market conditions. The research identifies feasible solutions within the next five to ten years, leveraging the existing rail and road network. Spatial potentials lie in disused urban industrial areas with rail access. Further potentials exist in logistics service supply and demand. The study analyzes these aspects through literature review and empirical research, with the NIILO feasibility study providing a practical foundation. The demand-side analysis examines existing primarily road-based logistics systems, market players, demand dynamics, production models, and market entry strategies. Consumer goods logistics is highlighted as a key sector for intermodal city logistics. The supply-side analysis details essential components, including loading units, transshipment technologies, terminals, transport modes, and infrastructure. Based on these insights, a structured framework for intermodal city logistics development is proposed, integrating conventional intermodal transport with urban logistics into a modular system. A theoretical case study illustrates and validates the approach, aiming to shift freight between peripheral logistics hubs and new urban freight centers, exemplified by the Wustermark – Berlin Nordost corridor. Several technological transport chain variations are evaluated regarding ecological, economic, and qualitative aspects. Findings indicate ecological benefits but highlight economic challenges. The study concludes with a simulation of policy, industry, and market measures to enhance competitiveness. KW - Eisenbahn KW - Citylogistik KW - Güterverkehr KW - Intermodal KW - Kombinierter Verkehr KW - Rail freight transport KW - Urban logistics KW - City logistics KW - Intermodal KW - City-Logistik KW - Stadt KW - Güterverkehr KW - Kombinierter Verkehr Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69917 ER - TY - JOUR A1 - Rim, Imen A1 - Hezil, Naouel A1 - Fellah, Mamoun A1 - Saoudi, Adel A1 - Aleksei, Obrosov A1 - El-Hiti, Gamal A. T1 - Enhancing kaolin performance through organic molecule modification and assessing its efficiency for lead and copper adsorption JF - Environmental Technology & Innovation N2 - The research aimed to enhance the efficacy of kaolin in water treatment by incorporating diphenylamine (DPA) and to evaluate its effectiveness in adsorbing lead and copper in wastewater in comparison to natural kaolin (Nat-kaolin). This entailed modifying kaolin with DPA to create DPA-kaolin and conducting comprehensive characterization utilizing a range of techniques, including X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy dispersion X-ray (EDX), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis. The results demonstrated the successful modification of DPA, as evidenced by an increase in BET-specific surface area of about 25 % (from 66.69 m².g⁻¹ to 71.35 m².g⁻¹), indicating enhanced adsorption capacity. XRD analysis confirmed the composition of the samples, while TGA/DTA indicated changes in water adsorption and dehydroxylation. SEM and EDX illustrated the tubular nature of the clay with a decrease in the amount of Al, about 10.76 %, and the amount of Si, about 10.38 %, on the DPA-kaolin. Notably, the FTIR spectrum of DPA-kaolin showed the presence of new vibration bands at 1248 cm⁻¹, indicating the presence of DPA. In terms of adsorption, the DPA-kaolin exhibited significantly higher maximum adsorption capacities for Pb(II) and Cu(II) compared to the nat-kaolin, with values of 151 μmol/g and 134 μmol/g, respectively.These values were significantly higher than those observed for Nat-kaolin, which demonstrated adsorption capacities of 103 μmol/g for Pb(II) and 91 μmol/g for Cu(II). The adsorption kinetics indicated that the pseudo-second-order kinetic model described the sorption mechanism for both Pb(II) and Cu(II). This was evidenced by the values of R², which were 0.999 and 0.996, respectively. The study provides clear evidence that DPA-kaolin is more effective than Nat-kaolin in removing lead (Pb(II)) and copper (Cu(II)) from wastewater. Through rigorous experimentation, it was observed that DPA-kaolin exhibited notably enhanced adsorption capabilities for both Pb(II) and Cu(II) compared to Nat-kaolin. These findings serve to emphasize the practical importance and potential. KW - Kaolin clay KW - Water treatment KW - DPA-Kaolin KW - Chemical treatment KW - Adsorption KW - Isotherms Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103904 SN - 2352-1864 VL - 36 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Shafiee, Parisa A1 - Dorneanu, Bogdan A1 - Arellano-Garcia, Harvey T1 - Improving catalysts and operating conditions using machine learning in Fischer-Tropsch synthesis of jet fuels (C8-C16) JF - Chemical Engineering Journal Advances N2 - Fischer-Tropsch synthesis (FTS) offers a promising route for producing sustainable jet fuels from syngas. However, optimizing catalyst design and operating conditions for the ideal C8-C16 jet fuel range is challenging. Thus, this work introduces a machine learning (ML) framework to enhance Co/Fe-supported FTS catalysts and optimize their operating conditions for a better jet fuel selectivity. For this purpose, a dataset was implemented with 21 features, including catalyst structure, preparation method, activation procedure, and FTS operating parameters. Moreover, various machine-learning models (Random Forest (RF), Gradient Boosted, CatBoost, and artificial neural networks (ANN)) were evaluated to predict CO conversion and C8-C16 selectivity. Among these, the CatBoost model achieved the highest accuracy (R2 = 0.99). Feature analysis revealed that FTS operational conditions mainly affect CO conversion (37.9 %), while catalyst properties were primarily crucial for C8-C16 selectivity (40.6 %). The proposed ML framework provides a first powerful tool for the rational design of FTS catalysts and operating conditions to maximize jet fuel productivity. . KW - Jet fuels (C8-C16) KW - Machine learning (ML) KW - Fischer-Tropsch synthesis (FTS) KW - Operational conditions KW - Catalyst preparation Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ceja.2024.100702 SN - 2666-8211 VL - 21 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Morales, Carlos A1 - Gertig, Max A1 - Kot, Małgorzata A1 - Alvarado, Carlos A1 - Schubert, Markus Andreas A1 - Zoellner, Marvin Hartwig A1 - Wenger, Christian A1 - Henkel, Karsten A1 - Flege, Jan Ingo T1 - In situ X-ray photoelectron spectroscopy study of atomic layer deposited ceria on SiO₂ : substrate influence on the reaction mechanism during the early stages of growth JF - Advanced Materials Interfaces N2 - Thermal atomic layer deposition (ALD) of cerium oxide using commercial Ce(thd)4 precursor and O₃ on SiO₂ substrates is studied employing in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The system presents a complex growth behavior determined by the change in the reaction mechanism when the precursor interacts with the substrate or the cerium oxide surface. During the first growth stage, non-ALD side reactions promoted by the substrate affect the growth per cycle, the amount of carbon residue on the surface, and the oxidation degree of cerium oxide. On the contrary, the second growth stage is characterized by a constant growth per cycle in good agreement with the literature, low carbon residues, and almost fully oxidized cerium oxide films. This distinction between two growth regimes is not unique to the CeOx/SiO₂ system but can be generalized to other metal oxide substrates. Furthermore, the film growth deviates from the ideal layer-by-layer mode, forming micrometric inhomogeneous and defective flakes that eventually coalesce for deposit thicknesses above 10 nm. The ALD-cerium oxide films present less order and a higher density of defects than films grown by physical vapor deposition techniques, likely affecting their reactivity in oxidizing and reducing conditions. KW - ALD KW - Cerium oxide KW - Growth model KW - In-situ KW - XPS Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.1002/admi.202400537 SN - 2196-7350 VL - 12 IS - 5 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - THES A1 - Eisentraut, Mark T1 - Beschleunigung des Isothermschmiedens von Titanaluminiden durch gezielte Mikrostrukturentwicklung T1 - Acceleration of isothermal forging of titanium aluminides via controlled microstructure development N2 - Titanaluminide (TiAl) sind vielversprechende Hochtemperaturwerkstoffe, die aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen spezifischen Festigkeit insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie Anwendung finden. Die Mikrostruktur von TiAl-Legierungen spielt eine entscheidende Rolle für deren mechanische Eigenschaften und Bearbeitbarkeit. Durch gezielte Mikrostrukturentwicklung kann die Umformbarkeit und damit die Effizienz der Bearbeitungsprozesse verbessert werden. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit eine neue Prozesskette für das Schmieden von Titanaluminiden entwickelt und erprobt, um die Prozesszeiten zu reduzieren und die Wirtschaftlichkeit des Werkstoffs zu erhöhen. Die Prozesskette umfasst drei Schritte: eine Vorwärmebehandlung, eine beschleunigte Umformung und eine eigenschaftsbestimmende Nachwärmebehandlung. Die spezifische Vorwärmebehandlung zur Verbesserung der Umformbarkeit führt zu einer Mikrostruktur mit einem geringen lamellaren Anteil, einem hohen β/β0-Gehalt und einem hohen Anteil an zellularen Reaktionen. Dadurch konnte die maximale Fließspannung im Vergleich zum geHIPten Zustand um ca. 20 % gesenkt werden. Es wurde ein Prozessfenster definiert, in dem der wärmebehandelte Zustand eine geringere Fließspannung und eine verbesserte Schadenstoleranz im Vergleich zum geHIPten Ausgangsmaterial aufweist. Basierend auf den Ergebnissen von Stauchversuchen mit konstanter Dehnrate wurden Dehnratenprofile mit variablen Dehnraten entwickelt, um den Umformprozess zu beschleunigen. Diese Umformung mit variabler Dehnrate wurde sowohl an zylindrischen Proben als auch an Gussrohlingen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Prozesszeiten im Vergleich zur Umformung mit konstanter Dehnrate um 50 bis 70 % reduziert werden konnten, ohne eine erhöhte Materialschädigung zu verursachen. Zudem wurde festgestellt, dass die für diese Legierung entwickelten Dehnratenprofile auf andere TiAl-Legierungen übertragbar sind. Abschließend wurde eine eigenschaftsbestimmende Nachwärmebehandlung eingesetzt, die zu einer Mikrostruktur mit verbesserten Eigenschaften führte. Die mechanischen Eigenschaften der mit der neuen Fertigungskette erzeugten Proben sind dabei mit denen der konventionellen Fertigungskette vergleichbar. N2 - TiAl alloys are promising high-temperature materials widely used in the aerospace industry due to their low density and high specific strength. The microstructure of TiAl alloys significantly influences their mechanical properties and machinability. Specific microstructure development can enhance formability, thereby improving the efficiency of machining processes. This study developed and tested a new process chain for forging titanium aluminides to reduce process times and increase economic efficiency. The process chain consists of three steps: preheat treatment, accelerated forming, and property-defining post-heat treatment. The specific preheat treatment aimed at improving formability results in a microstructure with low lamellar content, high β/β0 content, and a high proportion of cellular reactions. Consequently, the maximum flow stress was reduced by approximately 20 % compared to the HIPed condition. A process window was identified where the heat-treated condition exhibited lower flow stress and improved damage tolerance compared to the HIPed base material. Based on the results of hot compression tests with a constant strain rate, strain rate profiles with variable strain rates were developed to accelerate the forming process. This variable strain rate forming was performed on both cylindrical samples and cast blanks. Results showed that process times could be reduced by 50 to 70 % compared to forming with a constant strain rate, without increasing material damage. Additionally, the strain rate profiles developed for this alloy are transferable to other TiAl alloys. Finally, a property-defining post-heat treatment was applied, resulting in a microstructure with enhanced properties. The mechanical properties of the samples produced with the new manufacturing chain are comparable to those of the conventional manufacturing chain. KW - Mechanische Eigenschaften KW - Mechanical properties KW - Titanaluminide KW - Titanium aluminides KW - TNM-B1 KW - Umformung KW - Forming KW - Titanaluminide KW - Mikrostruktur KW - Schmieden KW - Umformen KW - Prozesskette KW - Optimierung Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70000 ER - TY - THES A1 - Schön, Franz-Theo T1 - Transport and waves in parametrically excited fluid layers T1 - Transport und Wellen in parametrisch angeregten Fluidschichten N2 - The transport and waves in parametrically excited fluid layers play a significant role in an understanding of non-linear surface wave phenomena and tidal resonances. In this thesis, we study resonant waves occurring in a circular channel with various obstacles under external oscillatory excitation. Typically, such sloshing experiments are conducted in rectangular, straight channels. The external excitation is implemented using a rotating table on which the entire experiment, including measurement equipment, is mounted. The excitation is either sinusoidal or ratched motion. The obstacles include a fully blocking barrier and a symmetric or asymmetric hill. The channel circumference is 4.76 m, with water depths ranging from 2 cm to 6 cm. Wave displacements within the channel are measured using 17 ultrasonic sensors equidistantly distributed along half of the channel. Particle Image Velocimetry (PIV) is employed to measure the flow. We also consider a simplified numerical model capable of reproducing the experimental results. This model is based on a long-wave approximation and vertical integration using a profile function (Kármán-Pohlhausen approach). Additionally, we use a wave attractor model to quantitatively explain the development of resonances. These resonances are distributed in bands of the excitation frequency around the linear eigenfrequency. The experimental wave attractor and numerical results are consistent with each other. The waves observed within these resonant frequency bands appear as undular bores or solitary waves. In the fully blocking case, bands of constructive and destructive interference are observed, while in the presence of hills, all eigenfrequencies exhibit resonances of varying intensity. These non-linear wave phenomena are characterized by strong transport properties, which can be studied here due to the fact that the circular channel is not fully blocked. The ratched excitation generated asymmetric wave fields, which also induced asymmetric transport in the channel, leading to the emergence of a mean flow in the channel. A similar mean channel flow is observed for the asymmetric hill; however, wave-induced transport played a lesser role in this case. This is attributed to a large separation vortex on the steep side of the hill, which created a valve effect that rectified part of the oscillatory flow. These results are of interest not only for engineering applications but also for the understanding of tidal flows over seabed topography. N2 - Der Transport und die Wellen in parametrisch angeregten Flüssigkeitsschichten spielt eine große Rolle im Verständnis von nichtlinearen Oberflächenwellenphänomenen und Gezeitenresonanzen. In dieser Arbeit werden resonante Wellen untersucht, die in einem kreisförmigen Kanal mit verschiedenen Hindernissen auftreten, wenn dieser einer externen oszillatorischen Anregung ausgesetzt wird. Normalerweise werden solche Schwapp-Experimente in rechteckigen, geraden Kanälen durchgeführt. Die externe Anregung wird durch einen Rotationstisch realisiert, auf dem sich das gesamte Experiment inklusive Messtechnik befindet. Die Anregung erfolgt entweder sinusoidal oder sägezahnförmig. Die Hindernisse sind eine völlig verschließende Barriere sowie ein symmetrischer oder asymmetrischer Berg. Der mittlere Kanalumfang hat eine Gesamtlänge von 4,76 m, während Wasserhöhen von 2 cm bis 6 cm untersucht werden. Als Messmethode für die Auslenkung der im Kanal befindlichen Wellen werden 17 Ultraschallsensoren verwendet, welche äquidistant über die Hälfte des Kanals verteilt sind. Zur Messung der Strömung wird Particle Image Velocimetry verwendet. Wir betrachten in dieser Arbeit ebenfalls ein vereinfachtes numerisches Modell, das in der Lage ist, die experimentellen Ergebnisse zu reproduzieren. Dieses Modell basiert auf einer Langwellennäherung und der vertikalen Integration über eine Profilfunktion (Kármán-Pohlhausen-Ansatz). Ein Wellenattraktor-Modell beschreibt die Entwicklung von Resonanzen qualitativ, die in Bändern der Anregungsfrequenz um die lineare Eigenfrequenz herum angeordnet sind. Die experimentellen Wellenattraktor- und numerischen Ergebnisse sind konsistent miteinander. Die Wellen, die innerhalb dieser resonanten Frequenzbänder beobachtet werden, treten als gewellter Schwall (undular bore) oder Einzelwelle (solitary wave) auf. Im vollständig blockierenden Fall werden Bänder konstruktiver und destruktiver Interferenz beobachtet, während im Fall der Berge alle Eigenfrequenzen Resonanzen unterschiedlicher Stärke aufweisen. Diese nichtlinearen Wellenphänomene zeichnen sich durch starke Transporteigenschaften aus, die wir hier aufgrund der Kreisförmigkeit des nicht komplett verschlossenen Kanals studieren können. Die sägezahnförmige Anregung erzeugt asymmetrische Wellenfelder, die ebenfalls einen asymmetrischen Transport im Kanal bewirkt, der zum Erscheinen einer Kanalmittelströmung führt. Eine ähnliche Kanalmittelströmung wird für den asymmetrischen Berg beobachtet, allerdings spielt der Transport durch Wellen hier eine untergeordnete Rolle. Dies liegt daran, dass eine große Ablöseblase an der steilen Bergseite einen Ventileffekt erzeugte, die einen Teil der oszillierenden Strömung gleichrichtete. Diese Ergebnisse sind nicht nur für ingenieurtechnische Anwendungen von Interesse, sondern auch für das Verständnis von Gezeitenströmen über Bodenformen. KW - Asymmetries KW - Asymmetrien KW - Bores KW - Sloshing KW - Transport KW - Waves KW - Bore KW - Schwappen KW - Transport KW - Wellen KW - Transport KW - Welle KW - Oberflächenwelle KW - Schwappende Flüssigkeit KW - Particle-Image-Velocimetry KW - Numerisches Modell Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69959 ER - TY - THES A1 - Heitmann, Nadja T1 - Ground-dwelling arthropods as mobile linkers for the phytopathogenic fungi Fusarium and Alternaria T1 - Bodenbewohnende Arthropoden als ein Verbreitungsmechanismus für die phytopathogenen Pilze Fusarium und Alternaria N2 - Actively moving animals connect populations by transporting other organisms and their propagules, such as seeds or spores. These animals are also known as genetic mobile linkers and can alter the genetic structure of populations. So far, the mobile link concept is rarely considered in studying the spatio-temporal patterns of plant diseases, although many of the causal agents are dispersed by arthropods. This study identifies the potential of ground-dwelling arthropods, especially carabid beetles, as mobile linkers for Fusarium, Alternaria and other filamentous fungi between crop fields and kettle holes. These small water bodies are surrounded by permanent semi-natural vegetation and are essential habitats for many arthropod groups. Many Fusarium and Alternaria species are relevant crop pathogens but are also often found in the litter layer and on weeds. Both fungal genera are often associated with various arthropod species and some Fusarium species are spread by arthropods in different cropping systems. However, it is not known whether beneficial arthropods also spread Fusarium and Alternaria, although an interaction within the litter layer is highly likely. Furthermore, carabid beetles are highly mobile and frequently move between arable and semi-natural habitats. At first, I quantified the interaction of carabid beetles and fungi by using pitfall traps in wheat fields close to the kettle hole margins and screened the beetles with molecular and microbiological approaches for fungal propagules (Chapter 3). The results showed that, carabid beetles frequently interacted with Fusarium, Alternaria and always with filamentous fungi in general. Furthermore, smaller carabid species showed a lower fungal load than larger ones. Thereupon, I aimed to identify the limitations of this dispersal mechanism by comparing the Fusarium community composition in the litter of the kettle hole margin, the crop field soil and the body surface of ground-dwelling arthropods. (Chapter 4). I detected three distinct Fusarium communities with the highest Fusarium species richness on the arthropods, which consisted of Fusarium species from both habitats. Therefore, the results indicate a non-selective transport mechanism of Fusarium propagules that neither promotes nor hinders certain species. At last, we analyzed the spillover effects of carabid beetles from kettle holes into adjacent crop fields with directional pitfall traps (Chapter 5). The distance to the kettle hole and the beetles' ingoing or outgoing movement direction did not significantly affect the carabid community. In contrast, the activity density was 1.6 and species richness was 1.1 times higher in early summer than in late spring. The taxonomical and functional composition also differed between the seasons. These results indicate that carabid beetles and other ground -welling arthropods might be relevant mobile linkers for Fusarium, Alternaria and other fungi and that seasonality might affect this mechanism. N2 - Sich aktiv fortbewegende Tiere, fungieren als "genetic mobile links" und tragen durch den Transport von anderen Organismen, wie Samen oder Sporen, zur Verbindung von Populationen bei und können deren genetische Struktur verändern. Diese Studie untersucht das Potenzial von Laufkäfern als "genetic mobile links" für filamentöse Pilze zwischen Getreidefeldern und Söllen. Diese Gewässer sind von einer dauerhaften, naturnahen Vegetation umgeben und stellen bedeutende Lebensräume für zahlreiche Arthropodengruppen dar. Fusarium- und Alternaria-Arten sind Krankheitserreger von Kulturpflanzen und kommen auch in der Streuschicht und auf Beikräutern vor. Einige Arten werden durch Arthropoden verbreiten. Es ist nicht bekannt, ob nützliche Arthropoden auch Fusarium und Alternaria verbreiten, obwohl eine Interaktion innerhalb der Streuschicht sehr wahrscheinlich ist. Außerdem sind Laufkäfer sehr mobil und bewegen sich häufig zwischen Ackerbau und naturnahen Lebensräumen. Die Interaktion zwischen Laufkäfern und Pilzen wurde mit Barberfallen in Weizenfeldern quantifiziert und die Käfer mit molekularen und mikrobiologischen Methoden auf Pilzsporen untersucht (Kapitel 3). Die Ergebnisse ergaben, dass Laufkäfer häufig mit den Pilzen Fusarium, Alternaria und Fadenpilzen interagieren. Kleinere Carabidenarten wiesen eine geringere Pilzbelastung auf als größere Arten. Als nächstes wurden die Limitierungen dieses Ausbreitungsmechanismus ermittelt, durch einen Vergleich der Zusammensetzung der Fusarium-Gemeinschaft in der Streu am Rande des Solls, im Ackerboden und auf der Körperoberfläche von bodenbewohnenden Arthropoden (Kapitel 4). Es konnten drei verschiedene Fusarium-Gemeinschaften mit dem höchsten Artenreichtum auf den Arthropoden nachgewiesen werden. Die Ergebnisse weisen auf einen nicht-selektiven Transportmechanismus von Fusarienarten hin. Im fünften Kapitel wurden "Spill-over Effects" von Laufkäfern aus Kessellöchern in angrenzende Felder untersucht. Entfernung zum Soll und Bewegungsrichtung der Käfer hatten keinen Einfluss auf die Carabidengemeinschaft. Im Frühsommer waren es 1,6-mal mehr und 1,1-mal mehr Arten als im späten Frühjahr. Im Jahresverlauf wiesen die Carabiden Unterschiede in der Zusammensetzung auf. Laufkäfer und andere bodenbewohnende Arthropoden stellen bedeutsame "mobile linker" für Pilze dar. Die Jahreszeit könnte diesen Mechanismus beeinflussen. KW - Ground-dwelling arthropods KW - Mobile linker KW - Mycobiota KW - Spillover KW - Semi-natural habitats KW - Bodenbewohnende Arthropoden KW - Mobile linker KW - Pilzgemeinschaft KW - Ausbreitung KW - Naturnahe Habitate KW - Bodenarthropoda KW - Fusarium KW - Habitat KW - Soll KW - Verbreitungsökologie Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69179 ER - TY - JOUR T1 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,08 (31.03.2025) N2 - Vierte Änderungssatzung der Grundordnung für die Brandenburgische Technische Universität Cottbus–Senftenberg (GO BTU) vom 23. Januar 2025 Neuverkündung: Grundordnung für die Brandenburgische Technische Universität Cottbus–Senftenberg (GO BTU) vom 08. Januar 2016 (AMbl. 01/2016 vom 08. Januar 2016), zuletzt geändert durch die Vierte Änderungssatzung der Grundordnung für die Brandenburgische Technische Universität Cottbus–Senftenberg (GO BTU) vom 23. Januar 2025 (AMbl. 08/2025 vom 31.03.2025, Seite 3) T3 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg - 2025, H. 08 Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69144 ER - TY - THES A1 - Setzer, Jennifer T1 - Im Spannungsfeld zwischen Vereinbarkeit von Familie und Beruf : die Berufsrückkehr nach der Elternzeit als herausfordernde Situation für berufstätige Eltern in der Pflege ; ein Scoping Review T1 - Tension of balancing family and career : returning to work after parental leave as a challenging situation for parents working in healthcare ; a scoping review N2 - Pflegende machen als Berufsgruppe etwa 59 % des Gesundheitswesens aus und sind daher für die Gesundheitsversorgung unverzichtbar. Jedoch wird der bestehende Mangel an Pflegenden durch den Berufsausstieg aufgrund von Elternzeit weiter verschärft, da viele nicht in den Beruf zurückkehren. Physische und psychische Belastungen sowie der Bedarf an flexibler Kinderbetreuung stellen erhebliche Hürden für die Berufsrückkehr dar. Um die Rückkehr im Hinblick auf Vereinbarkeit, Familie und Beruf zu ermöglichen, müssen konkrete Unterstützungsangebote zur Verfügung stehen. Bislang gibt es international keine Übersichtsarbeiten, die sich konkret den Unterstützungsangeboten in dieser Lebenslage widmen. Das Scoping Review zielt darauf ab, die herausfordernde Situation der Berufsrückkehr Pflegender in die Akutpflege aus der Elternzeit zu beleuchten und Unterstützungsangebote zu identifizieren, welche die Vereinbarkeit von Familie und Beruf bei der Berufstätigkeit ermöglichen. Im Mai 2024 erfolgte eine systematische Literaturrecherche in vier Datenbanken und eine ergänzende Recherche in Google Scholar, dem Bibliothekskatalog der Brandenburgischen Technischen Universität und Referenzlisten der Publikationen. Von insgesamt 49 Publikationen schloss die Autorin, mittels Screening-Verfahren und zuvor festgelegter Ein- und Ausschlusskriterien sowie Limits, neun Publikationen ein. Eine Bewertung der methodischen Qualität erfolgte nicht. Die Ergebnisse wurden zur Wahrung der Objektivität zusätzlich von einer Expertin kritisch bewertet. Durch die Ergebnisanalyse wurden fünf Hauptkomponenten identifiziert: individuelle Arbeitszeitmodelle und verlässlicher Dienstplan, Kontakthaltemaßnahmen zwischen Unternehmen und Berufsrückkehrer*innen, Rückkehrprogramme mit Fort- und Weiterbildungen, die Absicherung der Kinderbetreuung und interne soziale sowie externe Netzwerke. Das Scoping Review gibt eine erste Übersicht über Unterstützungsangebote für Pflegende im Zuge der Vereinbarkeit von Familie und Beruf und der Berufsrückkehr in die Akutpflege nach der Elternzeit. Pflegenden stehen Unterstützungsangebote zur Verfügung, die auf Politik- und Unternehmensebene individuell angewandt und weiter ausgebaut werden müssen. Eine transparente Kommunikation der Angebote wird als Grundbaustein für den Berufsverbleib von Pflegenden gesehen. Zukünftige Forschung muss international agieren und emotionale Belastungen vertiefend untersuchen, um weitere adaptierte Unterstützungsangebote zu identifizieren. N2 - Nurses constitute approximately 59% of the healthcare workforce, making them indispensable to healthcare provision. However, the existing shortage of nursing staff is further exacerbated by their departure from the profession due to parental leave, as many do not return to their jobs. Both physical and psychological strains, as well as the need for flexible childcare, present significant barriers to re-entering the profession. To facilitate a return to work in terms of balancing family and career, targeted support measures must be made available. To date, there are no international reviews that specifically address support measures in this life situation. This scoping review aims to shed light on the challenging situation of nurses returning to acute care after parental leave and to identify support measures that facilitate the balance between family and professional life in the context of employment. In May 2024, a systematic literature search was conducted across four databases, expanded by a search in Google Scholar, the library catalogue of Brandenburg University of Technology, and the reference lists of relevant publications. Out of a total of 49 publications, the author included nine publications through a screening process based on predetermined inclusion and exclusion criteria, as well as limits. No assessment of methodological quality was conducted. To ensure objectivity, the results were additionally reviewed critically by an expert. The analysis identified five key components: individualized work schedule models and reliable shift planning, contact maintenance measures between employers and returning employees, return-to-work programs with training and continuing education, securing childcare arrangements and internal social as well as external networks. This scoping review provides an initial overview of support measures for nurses in balancing family and professional life and returning to acute care after parental leave. Available support measures need to be applied individually and further developed at both policy and organizational levels. Transparent communication of these measures is regarded as a fundamental component for retaining nurses in the profession. Future research should operate on an international scale and delve deeper into emotional burdens to identify additional tailored support measures. KW - Berufsrückkehr KW - Elternzeit KW - Akutpflege KW - Vereinbarkeit Familie und Beruf KW - Unterstützungsangebote KW - Return to work KW - Parental leave KW - Acute care KW - Work-life-balance KW - Support KW - Berufsrückkehr KW - Eltern KW - Berufstätigkeit KW - Elternzeit KW - Literaturwissenschaftliches Studium KW - Pflegeberuf Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69893 ER - TY - THES A1 - Abdou, Mahmoud Ahmed Bakry T1 - Cultural heritage and public-private partnerships : the rationales, limitations and potentials T1 - Kulturelles Erbe und Public-Private Partnerships : Grundsätze, Herausforderungen und Potenziale. N2 - In the present day, PPPs have become highly appealing to many governments. Given the numerous benefits, public bodies are encouraged to partner with private contractors for heritage property conservation and secure substantial up-front finance for long-term maintenance and restoration. Limited experiences of PPPs in heritage conservation suggest a lack of literature exploring mechanisms, benefits, and pitfalls. Before considering any partnership in heritage conservation, it is crucial to develop a nuanced understanding of these unmatured themes. This study aims to investigate the rationales, benefits, and multifaceted challenges that might impede and undermine PPP in heritage conservation projects, potentially putting PPP at risk. The methodology followed in this research relies on a qualitative research approach employing a comparative two-case study strategy. A triangulation process of both literature review and interview techniques was used for data collection in this research. Research participants in this study were from different countries to enable a broader investigation and from diverse backgrounds to provide varied insights and interpretations from distinctive perspectives. The main findings resulting from this thesis imply that there are numerous significant challenges hindering an effective and efficient partnership between public and private bodies. These challenges vary in intensity and specificity according to the underlying features of each state. They encompass issues related to political commitment, the decision-making process, governance and public acceptance, the prolonged negotiation process, inadequate understanding and misrepresentation of PPPs, lack of a sound economic environment, and limited competitive capacities for the private sector. Additionally, demand-related risks also pose a significant challenge. In reality, although PPPs have yielded significant advantages in the two cases studied, it is evident that a considerable amount of effort is required to address these challenges and assert that heritage PPPs are indeed a healthy and beneficial policy. This undoubtedly relies on various determinants, including but not limited to public support, the presence of competitive markets, and a stable financial and regulatory structure. N2 - In der heutigen Zeit sind Public-Private Partnerschaften (PPP) für viele Regierungen äußerst attraktiv geworden. Angesichts der zahlreichen Vorteile werden öffentliche Stellen ermutigt, Partnerschaften mit privaten Auftragnehmern für die Erhaltung von Kulturerbestätten einzugehen und eine erhebliche anfängliche Finanzierung für langfristige Instandhaltungs- und Restaurierungsarbeiten zu sichern. Begrenzte Erfahrungen mit PPP im Bereich des Kulturerbes deuten auf einen Mangel an Literatur hin, die Mechanismen, Vorteile und Fallstricke untersucht. Bevor eine Partnerschaft im Bereich des Kulturerbes in Erwägung gezogen wird, ist es entscheidend, ein differenziertes Verständnis für diese unreifen Themen zu entwickeln. Diese Studie zielt darauf ab, die Gründe, Vorteile und vielschichtigen Herausforderungen zu untersuchen, die PPP-Projekte im Bereich des Kulturerbes behindern und untergraben können, was PPP gefährden könnte. Die in dieser Forschung angewandte Methodik stützt sich auf einen qualitativen Forschungsansatz, der eine vergleichende Zweifach-Fallstudienstrategie verwendet. Ein Triangulationsprozess aus Literaturübersicht und Interviewtechniken wurde für die Datensammlung in dieser Forschung eingesetzt. Die Forschungsteilnehmer dieser Studie kamen aus verschiedenen Ländern, um eine umfassendere Untersuchung zu ermöglichen, und hatten unterschiedliche Hintergründe, um vielfältige Einblicke und Interpretationen aus unterschiedlichen Perspektiven zu liefern. Die Hauptergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, dass es zahlreiche bedeutende Herausforderungen gibt, die einer effektiven und effizienten Partnerschaft zwischen öffentlichen und privaten Organisationen im Wege stehen. Diese Herausforderungen variieren in Intensität und Spezifität je nach den grundlegenden Merkmalen jedes Landes. Sie umfassen Probleme im Zusammenhang mit politischem Engagement, Entscheidungsfindungsprozessen, Governance und öffentlicher Akzeptanz, dem langwierigen Verhandlungsprozess, unzureichendem Verständnis und Fehldarstellungen von PPP, Mangel an einer soliden wirtschaftlichen Umgebung sowie begrenzten Wettbewerbsfähigkeiten des privaten Sektors. Zusätzlich stellen nachfragebedingte Risiken eine erhebliche Herausforderung dar. In der Realität, obwohl PPP in den beiden untersuchten Fällen erhebliche Vorteile gebracht haben, ist offensichtlich, dass erhebliche Anstrengungen erforderlich sind, um diesen Herausforderungen zu begegnen und zu betonen, dass PPP im Bereich des Kulturerbes tatsächlich eine gesunde und vorteilhafte Politik ist. Dies hängt zweifellos von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die Unterstützung der Öffentlichkeit, das Vorhandensein von Wettbewerbsmärkten und einer stabilen finanziellen und regulatorischen Struktur. KW - Varaždin Palace KW - Varaždin -Palast KW - Built heritage KW - PPPs KW - Quarantine Station KW - Gebautes Kulturerbe KW - Quarantänestation KW - Palača Zagrebačkog kaptola (Varaždin) KW - Baudenkmal KW - Kulturerbe KW - Public Private Partnership Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69923 ER - TY - BOOK A1 - Stürmer, Elisabeth A1 - Bilz, Ludwig ED - Bilz, Ludwig T1 - Die Gründung und Funktionsweise von Schulzentren im Land Brandenburg : Abschlussbericht einer wissenschaftlichen Untersuchung im Auftrag des Brandenburger Ministeriums für Bildung, Jugend und Sport T1 - The foundation and functioning of school centres in Brandenburg : final report of a scientific study commissioned by the Ministry of Education, Youth and Sport of the Federal State of Brandenburg N2 - Schulzentren sind Zusammenschlüsse von Grundschulen mit weiterführenden Schulen (Ober- oder Gesamtschulen) im Land Brandenburg. Sie sollen längeres gemeinsames Lernen fördern, Bildungsgerechtigkeit stärken und Synergieeffekte durch den Zusammenschluss von Primär- und Sekundarstufe erzielen. Im Auftrag des Brandenburger Ministeriums für Bildung, Jugend und Sport wurden in dieser Studie der Gründungsprozess und die Funktionsweise von Schulzentren untersucht. Im Einzelnen zielten die Forschungsfragen auf die Motivlagen der AkteurInnen bei der Gründung, ihre Möglichkeiten der Beeinflussung des Prozesses, die Gelingensbedingungen und Hemmnisse sowie die Synergieeffekte. Weiterhin ging es um die zeitlichen Veränderungen der Motivlagen der beteiligten Akteur:innen, die Funktionsbedingungen von Schulzentren im Vergleich zu unverbundenen Schulen, die Rolle der Schulentwicklungsplanung und den Einfluss der Schulzentren auf die Schülerströme. Die Studie nutzte eine Kombination aus quantitativen und qualitativen Forschungsmethoden zur Untersuchung dieser Forschungsfragen. Es wurden wiederholte Online-Befragungen mit Lehrpersonen und Schulleitungen an allen 41 Schulzentren durchgeführt, schulstatistische Daten analysiert und kontrastierende Einzelfallstudien an sieben Schulzentren durchgeführt. Letztere umfassten ExpertInneninterviews mit AkteurInnen aus Bildungspolitik, Schulverwaltung und Einzelschulen sowie Dokumentenanalysen von Schulprogrammen und Schulentwicklungsplänen. Der Bericht stellt die Ergebnisse der Untersuchung vor und gibt auf dieser Grundlage Empfehlungen für die verschiedenen Phasen des Gründungsprozesses eines Schulzentrums. N2 - School centres are mergers of primary schools with secondary schools in the federal state of Brandenburg. The aim is for pupils to learn together in one school over a longer period of time, to strengthen educational equity and to achieve synergy effects by merging primary and secondary schools. The study was commissioned by the Ministry of Education, Youth and Sport of the State of Brandenburg to investigate the founding process and the functioning of school centres. The research questions focused on the motives of the actors involved in the foundation, their ability to influence the process, the conditions for success and barriers and the synergy effects. In addition, it was investigated how the motives of the actors involved change over time, how the functional conditions of school centres compare to stand-alone schools, what role school planning plays and what influence school centres have on the pupils’ route through the education system. The study applied quantitative and qualitative research methods to investigate these research questions. Repeated online surveys were conducted with teachers and school administrators at all 41 school centres, school statistics were analysed and contrasting individual case studies were conducted at seven school centres. The latter included expert interviews with stakeholders from education policy, school administration and individual schools as well as analyses of school programmes and school development plans. The report presents the study’s results and, based on these, provides recommendations for the different phases of a school centre's founding process. T3 - Schriftenreihe des Instituts für Gesundheit - 9 KW - Schulzentren KW - School centres KW - Brandenburg KW - Schulfusion KW - Gemeinschaftsschule KW - School merger KW - Community school KW - Educational governance KW - Bildungspolitik KW - Brandenburg KW - Gründung KW - Kooperation KW - Schulorganisation KW - Schulpolitik KW - Schulzentrum Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69470 SN - 978-3-940471-83-3 ER - TY - JOUR T1 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,07 (25.03.2025) N2 - Satzung über die Anerkennung des Studienvorbereitungsprogramms des DAAD „VORsprung: Mit digitaler Vorbereitung zum Studium“ (VORsprung) in Kombination mit dem TestAS und dem TestDaF als Hochschulzugangsberechtigung bzw. -zulassung für ausgewählte zulassungsfreie MINT-Bachelor-Studiengänge der BTU vom 18. März 2025 T3 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg - 2025, H. 07 Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69134 ER - TY - THES A1 - Ali, Mohammed Liaket T1 - Detailed numerical modeling of the iron ore direct reduction process T1 - Detaillierte numerische Modellierung des Direktreduktionsprozesses von Eisenerz N2 - The iron and steelmaking industry is among the largest contributors to global CO₂, driven by its energy-intensive processes and reliance on carbon-rich fuels. As steel demand rises in an increasingly competitive global market, innovative and sustainable production methods are urgently needed. The Direct Reduction (DR) process using syngas or hydrogen presents a promising approach to reducing CO₂ emissions and energy consumption in steel production. Computational modeling plays a crucial role in accelerating technology development, yet traditional models, such as the shrinking core model, fail to fully capture the complexities of the reduction process. More advanced models are necessary to simulate interactions between iron ore pellets and reducing gases and to scale effectively to industrial applications. To address these challenges, this dissertation introduces an improved porous solid model that overcomes biases in the shrinking core model, accurately representing the reduction of single iron ore pellets in H₂ and CO environments while accounting for carbon deposition and porosity changes. A comprehensive reduction mechanism is developed and validated against extensive experimental data without parameter adjustments, providing a solid foundation for advanced simulations. Besides the stand-alone kinetic model, a Computational Fluid Dynamics (CFD) solver has been developed, bringing the considerations to a spatially resolved environment, including pellet and gas phase regions. Building on the insights gained from single-pellet models, the research advances to the more complex modeling of fixed beds; a crucial step in bridging the gap between detailed small-scale studies and the case of industrial-sized reactors. A comprehensive methodology is developed, incorporating realistic packed-bed structures and high-quality computational meshes, for particle-resolved CFD simulations of the hydrogen-based direct reduction process in a fixed-bed setup. These simulations reveal crucial insights into the reduction process, such as the non-uniform reduction within the bed, the presence of gas pockets, and the impact of temperature variations due to the endothermic nature of hydrogen-based reduction. Finally, the study explores the influence of pellet sizes and shapes in the DR process via different reconstruction techniques, including computed tomography. By examining beds with various particle characteristics and structures, the research highlights the significant impact of these factors on reduction efficiency and overall conversion rates. This comprehensive modeling approach offers critical insights for optimizing the hydrogen-based direct reduction process, paving the way for its application in industrial-scale reactors. By addressing these research questions and providing innovative solutions, this dissertation contributes to the advancement of DR-technology, offering a path toward more sustainable steel production. N2 - Die Eisen- und Stahlindustrie gehört zu den größten Verursachern globaler CO₂-Emissionen, was auf ihre energieintensiven Prozesse und die Abhängigkeit von kohlenstoffreichen Brennstoffen zurückzuführen ist. Da die Nachfrage nach Stahl in einem ansonsten stark umkämpften globalen Markt weiter steigt, besteht ein dringender Bedarf an innovativen und nachhaltigen Produktionsmethoden. Das Direktreduktionsverfahren (DR) unter Verwendung von Synthesegas oder Wasserstoff bietet einen vielversprechenden Weg, um diese Herausforderungen zu bewältigen, indem es die CO₂-Emissionen senkt und den Energiebedarf in der Stahlproduktion reduziert. Die numerische Modellierung ist ein effizientes Werkzeug, um die Technologieentwicklung zu unterstützen und zu beschleunigen. Bestehende Modellierungsansätze, wie das Shrinking-Core-Modell, erfassen jedoch oft nicht die Komplexität des Reduktionsprozesses genau. Diese Einschränkungen verdeutlichen die Notwendigkeit fortschrittlicherer Modelle, die die komplexen Wechselwirkungen zwischen Eisenerzpellets und Reduktionsgasen besser simulieren und effektiv auf industrielle Anwendungen skalierbar sind. Um diese Probleme zu lösen, schlägt diese Dissertation zunächst ein verbessertes poröses Feststoffmodell vor, das die Schwächen des Shrinking-Core-Modells überwindet. Dieses Modell erfasst das Reduktionsverhalten einzelner Eisenerzpellets unter H₂- und CO-haltigen Gasen und berücksichtigt dabei die Auswirkungen von Kohlenstoffablagerungen und Porositätsveränderungen. Anschließend wird ein umfassender Reduktionsmechanismus entwickelt, der auf Grundlage eines großen experimentellen Datensatzes validiert wird, ohne dass eine Parameteranpassung erforderlich ist. Dies bietet eine robuste Grundlage für komplexere Simulationen. Neben dem eigenständigen kinetischen Modell wurde ein CFD-Solver (Computational Fluid Dynamics) entwickelt, der die Überlegungen auf eine räumlich aufgelöste Umgebung überträgt, einschließlich Pellet- und Gasphasen. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus den Einzelpelletmodellen geht die Forschung zur komplexeren Modellierung von Festbetten über, ein entscheidender Schritt, um die Kluft zwischen detaillierten Kleinstudien und industriellen Reaktoren zu überbrücken. Eine umfassende Methodik wird entwickelt, die realistische Festbettstrukturen und qualitativ hochwertige Berechnungsnetze für partikellösende CFD-Simulationen des wasserstoffbasierten Direktreduktionsprozesses in einem Festbettaufbau integriert. Diese Simulationen liefern wichtige Einblicke in den Reduktionsprozess, wie die ungleichmäßige Reduktion innerhalb des Bettes, das Vorhandensein von Gasblasen und den Einfluss von Temperaturvariationen aufgrund der endothermen Natur der wasserstoffbasierten Reduktion. Schließlich untersucht die Studie den Einfluss von Pelletgrößen und -formen im DR-Prozess durch verschiedene Rekonstruktionstechniken, einschließlich der Computertomographie. Durch die Untersuchung von Betten mit verschiedenen Partikeleigenschaften und Strukturen hebt die Forschung die erhebliche Auswirkung dieser Faktoren auf die Reduktionseffizienz und die Gesamtkonversionsraten hervor. Dieser umfassende Modellierungsansatz liefert wichtige Erkenntnisse zur Optimierung des wasserstoffbasierten Direktreduktionsverfahrens und ebnet den Weg für seine Anwendung in industriellen Großreaktoren. Indem diese Forschungsfragen bearbeitet und innovative Lösungen bereitgestellt werden, trägt diese Dissertation zur Weiterentwicklung der DR-Technologie bei und bietet einen Weg zu einer nachhaltigeren Stahlproduktion. KW - Kinetics KW - Kinetik KW - Stahlherstellung KW - Direktreduktion KW - Modellierung KW - CFD KW - Steelmaking KW - Direct Reduction KW - Modeling KW - Stahlherstellung KW - Numerische Strömungssimulation KW - Direkte Eisengewinnung KW - Modellierung Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69695 ER - TY - THES A1 - Menzel, Christian T1 - Smart Cargo Station : Beitrag zur betrieblichen und baulichen Gestaltung dezentraler Zugangsstellen des Schienengüterverkehrs unter besonderer Berücksichtigung eines Behälterumschlags an Hauptgleisen T1 - Smart Cargo Station : contribution to the operational and infrastructural design of decentralized access points for rail freight transport with special consideration of container handling at main tracks N2 - Die Stärkung des Schienengüterverkehrs ist auf breiter Basis gewünscht. Jedem Gewerbe- oder Industrieunternehmen (wieder) einen eigenen Gleisanschluss zu legen oder öffentliche Ladestellen nach altem Muster neu einzurichten, ist oftmals unrentabel. Auch der Kombinierte Verkehr (KV) in seiner heutigen Ausprägung stellt nur bedingt eine Alternative zu Langstreckenverkehren per LKW dar, denn der Umschlag zwischen den Verkehrsträgern in KV-Terminals ist mit Zeitverlust sowie zusätzlichen Kosten verbunden. KV-Terminals sind rar gesät und die Wege dorthin oft weit. Wirtschaftlich sinnvoll werden konventionelle KV-Verkehre daher erst bei einem großen Güteraufkommen und langen Transportrelationen. Beides erreichen Güterkunden der mittelständischen Wirtschaft nur in wenigen Fällen. Selbst die Regionen entlang der europäischen Güterverkehrskorridore sind de facto vom Kombinierten Verkehr abgehängt, weil die Züge abseits der KV-Terminals nicht zum Be- oder Entladen halten. Es mangelt also an einem Konzept, mit dem Güter auf kürzestem Wege, schnell, sicher und unkompliziert zum Zug kommen. Die Idee der Smart Cargo Station basiert auf der Übertragung von Grundprinzipien des Schienenpersonenverkehrs auf den Schienengüterverkehr. Verkehrsstationen in Siedlungsnähe gestatten Reisenden den schnellen Ein-, Aus- und Umstieg von einem Verkehrsmittel in das andere. Was fehlt, ist ein bauliches Pendant für den Güterverkehr. Dafür soll die Smart Cargo Station entwickelt werden, die eine Erweiterung des KV-Systems darstellt und sich vor allem für eine dezentrale Lage eignet. Wirtschaftlichkeit hat Vorrang vor einer Maximierung der Umschlagsleistung. Dadurch könnten Smart Cargo Stations in großer Anzahl das existierende Eisenbahn- und KV-Netz um einen neuen Baustein ergänzen und zusätzliche Potentiale des Güterverkehrs für die Eisenbahn erschließen. Die genormte Gestaltung mit erweiterbaren Modulen soll sich in bestehende Bahnanlagen integrieren und keinen Eingriff in bestehende Stellwerkstechnik erfordern. Die benötigten Areale stehen in Gestalt von Brachflächen, entstanden durch Rückbau von Bahnhofsgleisen, zur Verfügung. Geeignete Horizontalumschlagstechnik für Behälter kann in der Smart Cargo Station den Einsatz teurer Krananlagen vermeiden und funktionieren auch bei elektrischem Bahnbetrieb mittels Oberleitung. Den Kern der Arbeit bildet eine neuartige Lösung, bei der zeitraubende Rangier- und Zugbildungsprozesse sowie Vorbereitungsarbeiten, wie die Bremsprobe, komplett entfallen. Stattdessen soll der Güterumschlag während eines kurzen Verkehrshaltes an einem Hauptgleis möglich gemacht werden, selbstverständlich unter dem Nachweis gleichbleibender Sicherheit im Bahnbetrieb. Das zu nutzende Hauptgleis sollte vorzugsweise ein bereits bestehendes Überholungsgleis sein. Behälter können in der Smart Cargo Station schnell ein-, aus- und umsteigen, wo zuvor und danach andere Züge fahren. Nur die kurzen Distanzen zum Versender und Empfänger werden auf der Straße überbrückt. N2 - Strengthening rail freight transport is desired on a broad basis. It is often unaffordable to provide every commercial or industrial company (again) with its own siding or to set up new public sidings according to the old layout. Intermodal freight transport in its current form is also only a limited alternative to long-distance transport by trucks, because the transhipment between the modes of transport in intermodal terminals is associated with a loss of time and additional costs. Intermodal terminals are rare and the distances to them are often long. Therefore conventional intermodal freight transport is only economically reasonable for large volumes of goods and long transport distances. Freight customers in the small and medium-sized business sector rarely achieve both. Even the regions along the European freight corridors are de facto cut off from intermodal freight transport because the trains do not stop for loading or unloading outside the intermodal terminals. So there is a lack of a concept that allows goods to reach their destination by freight train quickly, safely, without complications and on the shortest route. The idea of the Smart Cargo Station is based on the transfer of basic principles of rail passenger transport to rail freight transport. Transport stations in the vicinity of settlements allow travellers to quickly get on, off and change from one means of transport to another. What is missing is a structural counterpart for freight transport. For this purpose, the Smart Cargo Station is to be developed, which represents an extension of the intermodal freight transport system and is particularly suitable for a decentralised location. Economic efficiency has priority over maximising transhipment performance. Therefore, Smart Cargo Stations in large numbers could add a new component to the existing railway and intermodal freight transport network and open up additional potentials of freight transport for the railways. The standardised design with expandable modules should be integrated into existing railway systems and not require any intervention in existing interlocking technology. The required areas are available in the form of fallow land, created by dismantling station tracks. Suitable horizontal handling technology for containers can avoid the use of expensive crane systems in the Smart Cargo Station and also function with electric railway operation using overhead wires. The core of the work is a novel solution that completely eliminates time-consuming shunting and train formation processes as well as preparatory work such as brake testing. Instead, freight handling is to be made possible during a short stop on a main track, while ensuring constant safety of railway operation. The main track to be used should preferably be an already existing passing track. Containers can quickly board, disembark and transfer in the Smart Cargo Station where other trains are running before and after. Only the short distances to the consignor and consignee are bridged by road. KW - Eisenbahn KW - Bahnhof KW - Gütertransport KW - Kombinierter Verkehr KW - Ladestelle KW - Container KW - Logistik KW - Sicherungstechnik KW - Verkehrsverlagerung KW - Rail Freight Transport KW - Güterverkehr KW - Kombinierter Verkehr KW - Umladebahnhof KW - Brache KW - Rangieren KW - Optimierung Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69735 ER - TY - JOUR T1 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2025,06 (14.03.2025) N2 - Erste Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (B.Sc.) vom 12. März 2025 Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (B.Sc.) vom 06. September 2023 (AMbl. 17/2023) i. d. F. der Ersten Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen (B.Sc.) vom 12. März 2025 T3 - Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg - 2025, H. 06 Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-68346 ER - TY - THES A1 - Shahirpour, Amir T1 - A characteristic dynamic mode decomposition to detect transport-dominated large-scale coherent structures in turbulent wall-bounded flows T1 - Eine charakteristische dynamische Modenzerlegung zur Erkennung von transportdominierten großskaligen kohärenten Strukturen in turbulenten wandbegrenzten Strömungen N2 - Large-scale energetic coherent structures are detected in turbulent pipe flow at shear Reynolds number of 181. They are distinguished by having long lifetimes, living on large scales and contributing prominently to the spectral peak in premultiplied spectra of streamwise velocity component. In order to investigate these structures in the absence of small scale perturbations, they are extracted from the underlying multi-scaled and complex turbulent flow. For this purpose, data-driven methods such as Proper Orthogonal Decomposition (POD) and Dynamic Mode Decomposition (DMD) are suitable candidates as long as the structures are stationary in space and time. Nevertheless, the transport-dominated nature of structures in wall-bounded flows poses a major problem to application of such methods. Different instances of a structure travelling with a certain group velocity in space and time will be perceived as different modes. This results in poorly decaying singular values signifying that many modes will be required to describe a single structure. To remedy this issue a Characteristic DMD (CDMD) is developed showing that on a properly chosen frame of reference along the characteristics defined by the group velocity, a POD or DMD reduce the moving structures to a few modes. Reconstruction of the candidate modes in the spatio-temporal space and transforming them back to physical space gives the low rank model of the flow. The method is initially applied to the vortex head of a compressible starting jet as it offers a distinct coherent structure and therefore, can serve as a success measure of the method. The vortex head is described with a few modes only and it is shown that the dynamics associated with the modes are detected more accurately on a moving frame. In the next step the developed method is applied to the data from Direct Numerical Simulations (DNS) and a low dimensional subspace is extracted out of highly complex turbulent pipe flow. The essential features of the flow such as spectral energy and Reynolds stresses are captured in a subspace with only 3% of the modes. The structures living in this subspace have long lifetimes, possess wide range of length-scales and travel at group velocities close to that of the moving frame of reference. Having a significantly lower degree of freedom, the detected low rank subspace offers a more clear basis for capturing large-scale persistent structures. Aiming at separating the scales, a second spatio-temporal decomposition is applied to the low rank subspace, normal to the direction of characteristics. A secondary subspace is formed comprising of the modes with large scales using only 10% of the new modes. Investigating the spectral and turbulent properties of the mentioned subspace, shows that it accommodates the near-wall streaks. The captured streaks show a significant contribution to the spectrum of streamwise velocity component and very low contributions to the spectra ofradial and azimuthal components. The developed CDMD proves to be an effective tool to detect and identify the large-scale coherent structures in wall-bounded turbulent flows. N2 - Großskalige energetische kohärente Strukturen in einer turbulenten Rohrströmung bei einer Scher-Reynoldszahl von 181 werden aufgelöst und nachgewiesen. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine lange Lebensdauer haben, auf großen Skalen leben und in den vormultiplizierten Spektren der Geschwindigkeitskomponente in Strömungsrichtung einen bedeutenden Beitrag zur spektralen Amplitude leisten. Um diese Strukturen in Abwesenheit von kleinräumigen Störungen zu untersuchen, werden sie aus der zugrunde liegenden vielskaligen und komplexen turbulenten Strömung extrahiert. Zu diesem Zweck eignen sich datengesteuerte Methoden wie die Proper Orthogonal Decomposition (POD) und die Dynamic Mode Decomposition (DMD), sofern die Strukturen in Raum und Zeit stationär sind. Dennoch stellt die transportdominierte Natur von Strukturen in wandbegrenzten Strömungen ein großes Problem für die Anwendung solcher Methoden dar. Verschiedene Instanzen einer Struktur, die sich mit einer bestimmten Gruppengeschwindigkeit in Raum und Zeit bewegen, werden als unterschiedliche Moden wahrgenommen. Dies führt zu schlecht abfallenden Singulärwerten, was bedeutet, dass viele Moden erforderlich sind, um eine einzige Struktur zu beschreiben. Um dieses Problem zu lösen, wird eine charakteristische DMD (CDMD) entwickelt, die zeigt, dass entlang der Charakteristiken eine POD oder DMD, bei einem richtig gewählten Bezugsrahmen, die bewegten Strukturen auf wenige Moden reduziert. Die Rekonstruktion der Kandidatenmoden im raum-zeitlichen Raum und ihre Rücktransformation in den physikalischen Raum ergibt das niedrigrangige Modell der Strömung. Die Methode wird zunächst auf den Wirbelkopf eines kompressiblen Freistrahls angewandt, da dieser eine ausgeprägte kohärente Struktur aufweist und daher als Erfolgsmaßstab für die Methode dienen kann. Der Wirbelkopf wird mit nur wenigen Moden beschrieben, und es wird gezeigt, dass die mit den Moden verbundene Dynamik in einem bewegten Rahmen genauer erfasst wird. Im nächsten Schritt wird die entwickelte Methode auf die Daten aus Direkten Numerischen Simulationen (DNS) angewendet und ein niedrigdimensionaler Unterraum aus einer hochkomplexen turbulenten Rohrströmung extrahiert. Die wesentlichen Merkmale der Strömung wie spektrale Energie und Reynoldsspannungen werden in einem Unterraum mit nur 3% der Moden erfasst. Mit einem deutlich geringeren Freiheitsgrad bietet der ermittelte Unterraum mit niedrigem Rang eine klarere Grundlage für die Erfassung großräumiger, anhaltender Strukturen. Um die Skalen zu trennen, wird eine zweite räumlich-zeitliche Zerlegung auf den Unterraum mit niedrigem Rang, normal zur Richtung der Merkmale, angewendet. Es wird ein sekundärer Unterraum gebildet, der die Moden mit großen Skalen enthält, wobei nur 10% der neuen Moden verwendet werden. Die Untersuchung der spektralen und turbulenten Eigenschaften des genannten Unterraums zeigt, dass er die wandnahen Streaks beherbergt. Die erfassten Streaks zeigen einen signifikanten Beitrag zum Spektrum der Geschwindigkeitskomponente in Strömungsrichtung und sehr geringe Beiträge zu den Spektren der radialen und azimutalen Komponenten. Das entwickelte CDMD erweist sich als ein effektives Werkzeug zur Erkennung und Identifizierung großräumiger kohärenter Strukturen in wandbegrenzten turbulenten Strömungen. KW - Coherent structures KW - Dynamische Modenzerlegung KW - Turbulent wall-bounded flows KW - Dynamic Mode Decomposition KW - Kohärente Stukturen KW - Turbulente wandbegrenzte Strömungen KW - Turbulente Strömung KW - Rohrströmung KW - POD-Methode KW - Direkte numerische Simulation Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69583 ER - TY - THES A1 - Grotrian, Jens T1 - Empirische Logik : ein bionisch inspirierter Ansatz zur Entscheidungsfindung mit Erfahrungswissen in Wirtschaft und Technik T1 - Empirical Logic : a bionic-inspired approach to decision-making with experience in business and technology N2 - Empirische Logik ist eine neuartige „Soft Computing“-Methode, welche auf einem bionisch inspirierten Ansatz beruht. Das biologische Vorbild ist ähnlich wie beim maschinellen Lernen mit Hilfe von „künstlichen neuronalen Netzen“ die Nervenstruktur des Gehirns. Anders als beim maschinellen Lernen spielt für die Empirische Logik die Lernfähigkeit der neuronalen Netze durch strukturelle Anpassungen der Verbindungen zwischen den Nervenzellen keine Rolle. Es wird vielmehr ausgenutzt, dass der über die Sinnesorgane empfangene Input das zerebrale Nervensystem dazu veranlasst, nach einer dynamischen Einschwingphase in einen energetisch günstigen Gleichgewichtszustand überzugehen, wobei die dann eingenommene Verteilung von angeregten Gehirnregionen den Output dieser neuronalen Übertragungsfunktion repräsentiert, den man als kognitive Sinneswahrnehmung bezeichnet. Es waren in den 80iger Jahren die Neurowissenschaftler David Tank und John Hopfield, die mit Hilfe von zu künstlichen neuronalen Netzen zusammengeschalteten elektronischen Operationsverstärkern gezeigt haben, dass man diesen Effekt auch dazu verwenden kann, komplexe Optimierungsprobleme zu lösen. Die Empirische Logik ist eine formale rechnergestützte Sprache, die es ermöglicht, anhand von Regeln formuliertes Erfahrungswissen in einer einem biologischen neuronalen Netz nachgebildeten Programmstruktur zu hinterlegen und den von Tank und Hopfield beobachteten Effekt für die Lösung komplexer Probleme zu nutzen. Funktionstechnisch unterscheiden sich die so konstruierten künstlichen neuronalen Netze von den für das maschinelle Lernen verwendeten Netze in einer wesentlichen Eigenschaft: In den lernfähigen künstlichen neuronalen Netzen werden die Neuronen als Berechnungseinheiten aufgefasst, welche Eingangssignale, die über Dendrite empfangen werden, in ein Ausgangssignal umwandeln, das über ein Axon weitergegeben wird. In den nicht lernfähigen künstlichen neuronalen Netzen der Empirischen Logik sind die Neuronen passive Informationsspeicher, die eingangsseitig als Indizien und ausgangsseitig als Hypothesen bezeichnet werden. Berechnungseinheiten sind dagegen die Synapsen, welche Signale, die über Axone empfangen werden, in Ausgangssignale umwandeln, die über Dendrite weitergegeben werden. Entsprechend den beiden Erscheinungsformen von stimulierenden und inhibitorischen Synapsen gibt es zwei Typen von Berechnungseinheiten, die in der Empirischen Logik Validierungs- und Invalidierungsoperatoren heißen. Im Gegensatz zu lernfähigen künstlichen neuronalen Netzen, welche Wissensinhalte nur impliziert in einer „Black Box“ speichern, sind mit Empirischer Logik entwickelte Anwendungen für den Benutzer transparent und in ihrer Funktionalität überprüfbar. N2 - Empirical logic is a novel soft computing method based on a bionic-inspired approach. Similar to machine learning with the help of “artificial neural networks”, the biological model is the neural structure of the brain. Unlike machine learning, empirical logic does not take into account the ability of neural networks to learn through structural adjustments of the connections between nerve cells. Rather, it takes advantage of the fact that the input received via the sensory organs causes the cerebral nervous system to transition to an energetically favorable equilibrium state after a dynamic transient phase, whereby the distribution of stimulated brain regions then assumed represents the output of this neuronal transfer function, which is referred to as cognitive sensory perception. In the 1980s, neuroscientists David Tank and John Hopfield demonstrated, with the help of electronic operational amplifiers connected to artificial neural networks, that this effect can also be used to solve complex optimization problems. Empirical logic is a formal computer-aided language that makes it possible to store empirical knowledge formulated on the basis of rules in a program structure modeled on a biological neural network and to use the effect observed by Tank and Hopfield to solve complex problems. In terms of functionality, the artificial neural networks constructed in this way differ from the networks used for machine learning in one essential property: In learning artificial neural networks, neurons are viewed as computing units that convert input signals received via dendrites into an output signal that is transmitted via an axon. In the non-learning artificial neural networks of empirical logic, the neurons are passive information storage devices, which are referred to as indications on the input side and hypotheses on the output side. The computational units, on the other hand, are the synapses, which convert signals received via axons into output signals that are passed on via dendrites. Corresponding to the two forms of stimulating and inhibitory synapses, there are two types of computational units, which in empirical logic are called validation and invalidation operators. In contrast to learning artificial neural networks, which only implicitly store knowledge content in a “black box”, applications developed with empirical logic are transparent to the user and their functionality can be verified. KW - Empirische Logik KW - Soft Computing KW - C- und D-Normen KW - Bio-Inspired Computing KW - Computer-Aided Decision-Making KW - Soft Computing KW - Neuronales Netz KW - Optimierungsproblem KW - Computerunterstütztes Verfahren Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69749 ER - TY - THES A1 - Ganie, Umar Bashir T1 - Thermal analysis of lithium niobate tantalate bulk mixed crystals T1 - Thermische Analyse von Lithium-Niobat-Tantalat-Mischkristallen N2 - This study comprehensively investigated the thermal properties and phase behavior of lithium niobate-tantalate (𝐿𝑖𝑁𝑏𝑥𝑇𝑎1−𝑥𝑂3, LNT) solid solutions. The research used experimental techniques to explore the variation of the ferroelectric Curie temperature (Tc) as a function of composition. LNT single crystals were grown using the Czochralski method. The elemental composition of niobium (Nb) and tantalum (Ta) in these crystals was determined using X-ray fluorescence (XRF) analysis. Small, compositionally homogeneous samples were then selected for differential scanning calorimetry (DSC) measurements to determine specific heat capacities (Cp). The DSC measurements revealed a linear decrease in Tc with increasing Ta concentration in the LNT solid solution crystals. Additionally, the ferroelectric transition width was observed to be narrower in mixed crystals compared to pure LT. Differential Thermal Analysis (DTA) and crystal growth experiments were performed further to understand the phase behavior of LNT solid solutions. The heats of fusion for the end members, LN and LT, were measured using DTA, yielding values of 103 kJ/mol at 1531 K for LN and 289 kJ/mol at 1913 K for LT. These values were used as input parameters in a thermodynamic solution model implemented in the Factsage software. The solution model enabled the calculation of a phase diagram for LNT solid solutions, which was further optimized in the Calphad Factsage. Thermodynamic parameters for the Gibbs free energy of mixing of the solid solution were also generated. The resulting phase diagram showed good agreement with the experimental data. Additionally, the temperature-dependent thermal conductivity of pure LN, LT, and LNT solid solutions and selected doped LN and LT crystals (Mg, Zn) was investigated. Measurements were conducted across a temperature range from 300 K to 1300 K. The findings indicated that thermal conductivity increases with temperature, especially above 800 K, with a more pronounced effect in tantalum-rich solutions. The interplay of the Nb/Ta ratio and doping effects was particularly significant at high temperatures. These insights into the thermal conductivity of LNT and doped LN and LT crystals are crucial for optimizing growth conditions. Understanding thermal conductivity helps ensure homogeneous crystallization during the growth process, which remains a challenge in the production of LNT single crystals. N2 - Diese Arbeit führte eine umfassende Studie zur Untersuchung der thermischen Eigenschaften und Phasenverhalten von Lithiumniobat-Tantalat (𝐿𝑖𝑁𝑏𝑥𝑇𝑎1−𝑥𝑂3, LNT) Mischkristalle durch. Die Forschung nutzte experimentelle Techniken, um die Variation der ferroelektrischen Curie-Temperatur (Tc) in Abhängigkeit von der Zusammensetzung zu untersuchen. LNT-Einkristalle wurden mit der Czochralski-Methode gezogen. Die Elementzusammensetzung von Niob (Nb) und Tantal (Ta) in diesen Kristallen wurde mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) bestimmt. Kleine Proben mit homogener Zusammensetzung wurden dann für Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC)-Messungen ausgewählt, um die spezifischen Wärmekapazitäten (Cp) zu bestimmen. Die DSC-Messungen zeigten eine lineare Abnahme der Tc mit zunehmender Ta-Konzentration in den LNT-Festlösungskristallen. Zusätzlich wurde beobachtet, dass die ferroelektrische Übergangsbreite in Mischkristallen enger war als in reinem LT. Differenzielle Thermoanalyse (DTA) und Kristallwachstumsexperimente wurden durchgeführt, um das Phasenverhalten von LNT-Festlösungen weiter zu verstehen. Die Schmelzwärme der Endglieder LN und LT wurde mittels DTA gemessen und ergab Werte von 103 kJ/mol bei 1531 K für LN und 289 kJ/mol bei 1913 K für LT. Diese Werte wurden als Eingabeparameter in ein thermodynamisches Lösungsmodell verwendet, das in der Factsage-Software implementiert ist. Das Lösungsmodell ermöglichte die Berechnung eines Phasendiagramms für LNT-Festlösungen, das weiter in Calphad Factsage optimiert wurde. Thermodynamische Parameter für die freie Mischungsenthalpie der Mischkristallen wurden ebenfalls generiert. Das resultierende Phasendiagramm zeigte eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Zusätzlich wurde die temperaturabhängige Wärmeleitfähigkeit von reinem LN, LT und LNT-Festlösungen sowie ausgewählten dotierten LN- und LT-Kristallen (Mg, Zn) untersucht. Messungen wurden über einen Temperaturbereich von 300 K bis 1300 K durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wärmeleitfähigkeit mit der Temperatur zunimmt, insbesondere über 800 K, mit einem ausgeprägteren Effekt in tantalreichen Lösungen. Das Zusammenspiel des Nb/Ta-Verhältnisses und der Dotierungseffekte war bei hohen Temperaturen besonders signifikant. Diese Erkenntnisse zur Wärmeleitfähigkeit von LNT- und dotierten LN- und LT-Kristallen sind entscheidend für die Optimierung der Wachstumsbedingungen. Das Verständnis der Wärmeleitfähigkeit trägt dazu bei, eine homogene Kristallisation während des Wachstumsprozesses sicherzustellen, was nach wie vor eine Herausforderung bei der Herstellung von LNT-Einkristallen darstellt. KW - Thermal conductivity KW - Lithium niobate tantalate KW - Mixed crystals KW - Crystal growth KW - Thermal analysis KW - Phase diagram KW - Mischkristalle KW - Kristallzüchtung KW - Thermische Analyse KW - Phasendiagramm KW - Wärmeleitfähigkeit KW - Tantalate KW - Lithium KW - Niob KW - Mischkristall KW - Phasendiagramm KW - Temperaturabhängigkeit KW - Phasengleichgewicht Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69813 ER - TY - BOOK A1 - Fischer, Saskia M. A1 - Kansok-Dusche, Julia A1 - Bartholomäus, Peter A1 - Bilz, Ludwig ED - Bilz, Ludwig T1 - Schule ohne Hass : praxisbezogene Ergebnisse einer Untersuchung zur Qualität von Anti-Hatespeech-Programmen T1 - School without hate : practical results of a study on the quality of anti-hate speech programs N2 - Junge Menschen werden online, aber auch im Schulalltag zunehmend Zeug:innen, Ziel und mitunter auch Ausübende von Hatespeech. Hatespeech ist eine Form menschenfeindlicher Äußerungen und stellt Schulen, zu deren Aufgaben auch Demokratiebildung gehört, vor besondere Herausforderungen. Um Schüler:innen für Hatespeech zu sensibilisieren, sie beim Umgang mit Hatespeech-Situationen zu unterstützen und ihnen erfolgreiche Strategien gegen Hatespeech zu vermitteln, steht eine Vielzahl an Anti-Hatespeech-Programmen zur Verfügung, deren Zielsetzungen, Umfang und Qualität sich stark voneinander unterscheiden. In einer durch das Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend im Rahmen des Bundesprogramms „Demokratie leben!“ geförderten Studie wurden national und international verfügbare Anti-Hatespeech-Programme ermittelt und einer systematischen Qualitätsanalyse unterzogen. Dabei wurden 16 Qualitätskriterien einbezogen, die sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus praxisbezogener Perspektive ermittelt wurden. Insgesamt wurden 27 Anti-Hatespeech-Programme eingeschätzt. In dieser Publikation werden die zentralen Ergebnisse zu den 27 Programmen praxisnah vorgestellt, sodass Praktiker:innen an Schulen eine fundierte Auswahl treffen können. Dazu werden die zentralen Inhalte, Zielgruppen und Kontextbedingungen wie z. B. Dauer, Format und Kosten, aber auch die Ergebnisse der Qualitätseinschätzung für jedes der 27 Programme vorgestellt. Für ausgewählte Situationen und Zielstellungen werden einzelne Programme exemplarisch näher beschrieben. Generelle Empfehlungen für die Auswahl von Programmen inklusive einer Checkliste runden die Publikation für Praktiker:innen ab. N2 - Young people are increasingly witnesses, targets, and sometimes also perpetrators of hate speech. Hate speech is a form of derogatory expression and challenges schools in particular, whose tasks also include democratic education. To raise students’ awareness about hate speech, support them in dealing with hate speech, and teach them how to appropriately react to hate speech, a variety of anti-hate-speech programs are available. These programs vary greatly in their objectives, scope, and quality. In a study funded by the Federal Ministry for Family Affairs, Senior Citizens, Women, and Youth as part of the federal program “Demokratie leben!”, nationally and internationally available anti-hate-speech programs were identified. A systematic quality assessment was conducted for each program. Sixteen different quality criteria were taken from both a scientific and a practical perspective. A total of 27 anti-hate-speech programs were assessed. This publication presents the key results of the 27 programs in a practical way so that practitioners in schools can make an informed choice. To this end, the central content, target groups, and contextual conditions, such as duration, format, and costs, as well as the results of the quality assessment for each of the 27 programs are presented. A few programs are described in more detail regarding selected practical applications and objectives. General recommendations for the selection of programs, including a checklist, complete the publication for practitioners. T3 - Schriftenreihe des Instituts für Gesundheit - 8 KW - Hate speech KW - Diskriminierung KW - Hassrede KW - Intervention KW - Kind KW - Jugend KW - Prävention KW - Schule KW - Hassrede KW - Schule KW - Programme KW - Qualität KW - School KW - Quality assessment Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69497 SN - 978-3-940471-81-9 ER - TY - THES A1 - Tallarek, Marie Josefine T1 - Wie erleben geburtsbegleitende Hebammen in Deutschland die Selbstbestimmung Gebärender? : eine Grounded Theory Studie T1 - How do midwives in Germany experience women’s birth autonomy? : a grounded theory study N2 - Hintergrund und Fragestellung Gebärende haben ein Recht auf eine bestmögliche Geburtshilfe. Vor dem Hintergrund der Frage, was eine gute Geburtshilfe ausmacht, hat das Schlagwort der „selbstbestimmten Geburt“ Einzug in öffentliche und fachliche Diskurse gehalten. Allerdings fehlen derzeit empirisch informierte Theorien dahingehend, was Selbstbestimmung für Hebammen in Deutschland konkret bedeutet, welchen Bedingungen sie unterliegt und wie sie unter der Geburt verhandelt wird. Entsprechend untersucht die Studie die Forschungsfrage: „Wie erleben geburtsbegleitende Hebammen in Deutschland die Selbstbestimmung Gebärender?“ Methodik Die Forschungsfragen wurden mittels der Grounded Theory Methodologie in der Ausrichtung nach Strauss und Corbin sowie Breuer et al. bearbeitet. Es wurden leitfadengestützte problemzentrierte Einzelinterviews mit 12 werdenden und ausgebildeten Hebammen aus unterschiedlichen Settings geführt. Die Interviews wurden im Zeitraum 2021 – 2023 geführt, aufgezeichnet, transkribiert und pseudonymisiert. Die Interviewdaten wurden gemäß dem Grounded Theory Ansatz mittels des offenen, axialen und selektiven Kodierens mithilfe der Software MaxQDA analysiert. Ergebnisse Es wurden drei verschränkte Modelle entwickelt: Das i) Kodierparadigma gibt Aufschluss über das Phänomen „Selbstbestimmung Gebärender“, seine Bedingungen, die mit ihm verbundenen Handlungsstrategien der Hebammen und seine Konsequenzen. Das ii) Handlungsmodell zum Umgang von Hebammen mit den Präferenzen Gebärender beinhaltet sieben Handlungsschritte, die von allen Hebammen durchlaufen werden. Das iii) Beziehungsmodell theoretisiert die Art und Weise, wie die zwischenmenschliche Beziehung innerhalb jedes Handlungsschritts gestaltet wird. Da die Hebammen auf vielfältige Ansprüche „antworten“ und die Geburtssituation „ver-antworten“, wird vorgeschlagen, statt des eng gefassten Begriffs der „selbstbestimmten Geburt“ von einer durch die Hebammen „verAntwortlichten Selbstbestimmung Gebärender“ auszugehen. Diskussion Die Modelle tragen zum theoretischen Verständnis der Selbstbestimmung Gebärender, ihrer Entstehung und ihrer Grenzen aus der Sicht geburtsbegleitender Hebammen bei. Somit schließen sie mit neuen Erkenntnissen an aktuelle hebammenwissenschaftliche Diskurse – wie bspw. zur Förderung einer frauzentrierten und respektvollen Geburtshilfe – an. Die entwickelten Modelle, einschließlich des vorgeschlagenen Begriffs der durch die Hebamme „verAntwortlichten Selbstbestimmung“ Gebärender, bergen das Potenzial, das Spannungsfeld zwischen der Achtung der Selbstbestimmung Gebärender sowie der Verantwortung für Fürsorge und Schadensvermeidung durch Geburtshelfende konstruktiv miteinander zu verbinden. N2 - Background and research question Persons giving birth have a right to receive the highest attainable quality of obstetric care. Against the backdrop of the question of what constitutes good obstetric care, the buzzwords "self-determined birth" or „birth autonomy“ are often referred to in public and professional discourses. However, there remains a lack of empirically informed theories as to what self-determination actually means for midwives in Germany, how it is determined and how it is negotiated during birth. This study, therefore, examines the research question: "How do midwives attending births in Germany experience the self-determination of persons giving birth?" Methods The research questions were addressed using Grounded Theory Methodology according to Strauss and Corbin and Breuer et al. Semi-structrued, problem-centered individual interviews were conducted with 12 midwives. The midwives worked in different settings (clinic; midwife-led delivery room; birth center; home birth) in seven federal states and had a heterogeneous age structure and professional experience. The interviews were conducted, recorded, transcribed and pseudonymized between 2021 and 2023. The interview data was analyzed according to the Grounded Theory Approach using open, axial and selective coding with the help of MaxQDA software. Results Tree interrelated models were developed: The i) coding paradigm provides information about the phenomenon of "self-determination of persons giving birth", its conditions, the midwives' action strategies associated with it and its consequences. The ii) action model suggests seven action steps that all midwives pass in dealing with the preferences of persons giving birth. The iii) relationship model theorizes the way in which the interpersonal relationship is built within each action step. As the midwives "respond" to a variety of demands and "take respons-ibility" for the birth situation, it is suggested that the narrow concept of "self-determined birth" should be replaced by a "respons(e)ible self-determination of persons giving birth". Discussion The models contribute to a better theoretical understanding of the self-determination of persons giving birth, its development and its limits. They thus provide new insights into current discourses in midwifery and health policy, such as the promotion of family-centered and respectful maternity care. Conclusion The concept of „respons(e)ible self-determination“ has the potential to constructively combine recently debated positions between the priorities of a right to self-determination and midwives‘ duties of care and nonmaleficience. KW - Selbstbestimmung KW - Geburt KW - Verantwortung KW - Beziehungsgestaltung KW - Birth autonomy KW - Self-determination KW - Birth KW - Responsibility KW - Relationship building KW - Geburtshilfe KW - Hebamme KW - Selbstbestimmung KW - Verantwortung KW - Obstetrics KW - Midwife KW - Self-determination KW - Responsibility KW - Grounded theory Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69500 ER - TY - THES A1 - Li, Qiong T1 - Laboratory hard X-ray microscopy studies on pollen and diatoms T1 - Laboruntersuchungen mittels harter Röntgenmikroskopie an Pollen und Diatomeen N2 - This PhD thesis was focused on the application of the nano-XCT in study of biological materials and the development of the methodologies on study the structure and mechanical properties of biological materials. The whole unstained pollen was chosen as an example of carbon-based biological objects and imaged non-destructively. Specifically, both surface and inner structure of the unstained Pinus pollen grain and dandelion pollen grain were clearly visualized by nano-XCT. With the segmentation and rendering of the reconstructed 3D data from Pinus pollen grain according to the clear boundaries among the pollen wall and the inner structures, the detailed structures and the volumes of these different parts (exine, intine and cellular structure) were analyzed and calculated. Furthermore, Zernike phase contrast mode provides the necessary contrast for imaging of unstained carbon-based biological objects such as whole Pinus pollen. As one of the noncarbon-based biological objects, the morphology and mechanical behavior of diatom frustules and diatoms were studied by nano-XCT. A detailed comparison study of the 3D morphology of the frustules from D. geminata using nano-XCT and SEM/FIB showed that the tomographic data from nano-XCT allows arbitrary cross-sections through diatom frustules to access detailed morphology information. By using the 3D data of diatom frustule, it is able to reveal the information of the pore structure and the pore size. Nano-XCT combined with in-situ mechanical compression tests studied the 3D morphology of the frustules and, at the same time to correlate the structure with the mechanical properties of the whole individual frustules. The results show that the maximum loading force is related to the dimension of the frustule and the valve face, as well as the linking region of the epivalve and hypovalve are the weak spots. Besides, in order to study the biological objects at real or near-real environmental conditions, a house designed sample holder was integrated into an X-ray microscope and used to study the wet biological sample, i.e. to study the morphology, the volume changes and the mechanical properties of the whole diatom cells while changing from wet state to dry state. The results show that about 16% volume shrinkage of the diatoms after drying and the maximum loading force is in the range of several hundred μN for the diatoms in the wet state and single-digit mN in the dry state. Furthermore, the normalized stiffness of diatoms in the dry state is much higher in wet state. Compared with the diatom cells in dry state, the area to connect the valve face and the girdle band is the weak spots under the compression in the wet state, while the valve face and the girdle band itself could crack under the compression in the dry state. N2 - Diese Dissertation zielt darauf ab, die Anwendung der Röntgennanotomographie (Nano-XCT) bei der Untersuchung biologischer Materialien zu erweitern und die Entwicklung von Methoden zur Untersuchung der Struktur und mechanischen Eigenschaften dieser biologischen Materialien voranzutreiben. Die einzelne Pollenkörner, als eines der kohlenstoffbasierten biologischen Objekte, wurden im natürlichen Zustand zerstörungsfrei abgebildet. Insbesondere werden sowohl die Oberflächen- als auch die inneren Strukturen von Kiefern- und Löwenzahnpollen mit Hilfe des Nano-XCT deutlich sichtbar gemacht. Die Segmentation und Rendern der computertomografischen Daten nach der klaren Unterscheidung zwischen der Zellwand und den inneren Strukturen ermöglicht eine dreidimensionale, farbkodierte Visualisierung der Zellwand und der inneren Strukturen, sowie die quantitative Bestimmung der Volumen dieser Komponenten (Exine, Intine und zelluläre Struktur). Außerdem bietet die Anwendung des Zernike-Phasenkontrast-Modus den erforderlichen Kontrast, um solche Objekte kontrastreicher abzubilden. Als eines der nicht kohlenstoffbasierten biologischen Objekte wurden die Morphologie und mechanischen Eigenschaften der Kieselalgenfrusteln und Kieselalgen mittels Nano-XCT untersucht. Eine detaillierte Vergleichsstudie von Nano-XCT und SEM/FIB zeigte anhand der Frusteln von D. geminata, dass nur mit Nano-XCT zerstörungsfrei beliebige Querschnitte durch Frusteln möglich sind, um detaillierte Informationen zur Morphologie zu erhalten. Die 3D-Daten der Kieselalgen wurden analysiert, um Kenndaten über die Porenstruktur und der Porengröße zu erhalten. Diese Kenndaten wurden für die Modellierung und Simulation verwendet, um Informationen für das Design von Verbundwerkstoffen bereitzustellen. Nano-XCT in Kombination mit in-situ-Kompressionstests erforschte die 3D-Morphologie der Frusteln und korrelierte gleichzeitig die Struktur mit den mechanischen Eigenschaften der gesamten einzelnen Frusteln. Die Ergebnisse zeigen, dass die maximale Belastungskraft von den Abmessungen der Frusteln abhängt und dass der Verbindungsbereich von Epivalve und Hypovalve die Schwachstelle darstellt. Um Kieselalgen unter nahezu realen Umweltbedingungen zu untersuchen, wurde ein selbst entwickelter Probenhalter in ein Röntgenmikroskop integriert und verwendet. So konnten die Änderungen der Morphologie und des Volumens der Kieselalgen beim Übergang vom feuchten zum trockenen Zustand gemessen und mit Änderungen der mechanischen Eigenschaften korreliert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Volumenschrumpfung der Kieselalgen nach dem Trocknen etwa 16% beträgt. Die maximale Belastungskraft für die Kieselalgen im feuchten Zustand liegt im mehrere hundert µN -Bereich und im trockenen Zustand einstellige mN -Bereich. Darüber hinaus ist die normalisierte Steifigkeit von Kieselalgen im trockenen Zustand viel höher als im nassen Zustand. Verglichen mit den Diatomeen Zellen im trockenen Zustand ist der Übergangsbereich zwischen Valve und Gürtelband die mechanisch schwächste Stelle der Zellen im feuchten Zustand. In trockenem Zustand brechen dann jedoch Valve und Gürtelband zuerst. KW - Pollen grain KW - Diatom KW - In-situ micromechanical behavior KW - Zernike phase contrast KW - X-Ray tomography KW - Pollenkorn KW - Diatomeen KW - In-situ mechanischen Verhalten KW - Zernike Phasenkontrast KW - Röntgennanotomographie KW - Röntgentopographie KW - Biologisches Material KW - Nanostruktur KW - Mechanische Eigenschaft Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69708 ER - TY - THES A1 - Bartlitz, Christin T1 - Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 als Schalter für die Wirtsspezifität und Individualität von Darminfektionen T1 - The major zymogen granule membrane glycoprotein 2 as switch for host specificity and individuality of intestinal infections N2 - Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 (GP2) wird hauptsächlich in den Acinuszellen des Pankreas und auf den M-Zellen der Peyer-Plaques im Dünndarm exprimiert. Bakterien sind in der Lage, mittels Typ 1-Fimbrien (T1F) an Zuckerreste des GP2 und somit auch an Darmzellen zu binden. Das im Pankreas sezernierte und in den Darm ausgeschiedene GP2 kann demzufolge eine derartige bakterielle Adhäsion unterbinden. Ebenso ist die Initiierung einer spezifischen mukosalen Immunantwort durch an GP2 gebundene Bakterien möglich. T1F sind bei Enterobacteriaceae häufig vorkommende, adhäsive Oberflächenorganellen und stellen einen wichtigen Virulenzfaktor für die Adhäsion von pathogenen Escherichia coli an intestinale Zellen dar. Das eigentliche Adhäsin ist dabei das FimH-Protein an der Spitze der Fimbrie. Bisher haben nur wenige Studien die Adhäsion von E. coli an GP2 untersucht. Allerdings konnten schon mehrere Studien zeigen, dass eine Variation der FimH-Sequenz generell die Bindung von Bakterien an Wirtszellrezeptoren beeinflusst. Das Ziel dieser Arbeit war daher, die Adhäsion verschiedener E. coli-Pathotypen an GP2-Isoformen von drei unterschiedlichen Säugetierarten zu vergleichen und den Einfluss der FimH-Sequenzvariation auf die Bindung hin zu untersuchen. Dafür wurde zunächst die fimH-Sequenz von 180 E. coli-Stämmen der Pathotypen enteropathogene (EPEC), enterotoxische (ETEC) und kommensale E. coli vom Menschen, Rind und Schwein bestimmt. Zwei bovine GP2-Isoformen wurden in Sf9-Insektenzellen exprimiert, welche mit jeweils zwei GP2-Isoformen von Mensch und Schwein in Bakterienbindungsstudien verwendet wurden. Zudem wurde eine Korrelation zwischen der GP2-Bindung und der FimH-Expression untersucht. Für Untersuchungen zur GP2-FimH-Interaktion wurde die Oberflächenplasmonenresonanz eingesetzt. Außerdem wurde GP2 in bovinen Darmepithelzellen exprimiert und die Zellen für Adhäsionsstudien verwendet. Aus der fimH-Analyse resultierten 60 Allele und 30 FimH-Varianten. Die Bindung von E. coli an das GP2-Protein korrelierte mit der bakteriellen FimH-Expression. Obwohl einzelne E. coli-Stämme besser oder schlechter an bestimmte GP2-Isoformen adhärierten, war weder eine generelle wirts- noch pathotypspezifische Bindung nachzuweisen. Allerdings banden die FimH-Proteine besser an die langen GP2-Isoformen. Ähnliche Ergebnisse zeigten Bindungsstudien unter Nutzung von Darmepithelzellen, die auf ihrer Oberfläche GP2 exprimierten. Einzelne E. coli-Stämme banden besser oder schlechter, generelle Aussagen konnten nicht getroffen werden. Eine In-vitro-Infektionsstudie zeigte zudem, dass eine Vorbehandlung von E. coli mit GP2 eine Bindung dieser an Darmepithelzellen reduzierte. N2 - The zymogen granule membrane glycoprotein 2 (GP2) is mainly expressed in acinus cells of the pancreas and on M cells in Peyer’s patches in the small intestine. Bacteria are able to bind to sugar residues of GP2 and, thus, also to intestinal cells by using type 1 fimbria (T1F). GP2 secreted by the pancreas and excreted into the intestine can, therefore, prevent such bacterial adhesion. Likewise, the initiation of a specific mucosal immune response by bacteria bound to GP2 is possible. T1F are common adhesive surface organelles in Enterobacteriaceae and are an important virulence factor for the adhesion of pathogenic Escherichia coli to intestinal cells. The actual adhesin is the FimH protein on top of the T1F. So far, only a few studies have investigated the adhesion of E. coli to GP2. However, several studies have shown that a variation of the FimH sequence generally influences the binding of bacteria to host cell receptors. Therefore, the aim of this study was to compare the adhesion of different E. coli pathotypes to GP2 isoforms of three different mammalian species and to investigate the influence of FimH sequence variation on binding. Initially, the fimH sequence of 180 E. coli of the pathotypes enteropathogenic (EPEC), enterotoxic (ETEC) and commensal E. coli from human, cattle and pig were determined. Two bovine GP2 isoforms were expressed in Sf9 insect cells, which were used in bacterial binding studies with two GP2 isoforms each from human and pig. Additionally, a correlation between GP2 binding and FimH expression was investigated. Surface plasmon resonance was used for studies on GP2-FimH interaction. Furthermore, GP2 was expressed in bovine intestinal epithelial cells and the cells were used for adhesion studies. The fimH gene analysis resulted in 60 alleles and 30 FimH variants. The binding of E. coli to the GP2 protein correlated with bacterial FimH expression. Although individual E. coli adhered better or worse to certain GP2 isoforms, neither a general host-specific nor a general pathotype-specific binding could be detected. The GP2-FimH interactions were more pronounced in the long GP2 isoforms and were dependent on the individual FimH variants. Binding studies using intestinal epithelial cells that expressed GP2 on the surface showed similar results. Individual E. coli strains bound better or worse, general statements could not be made. An in-vitro infection study showed that pre-treatment of E. coli with GP2 reduced binding to intestinal epithelial cells. KW - Intestinale Zelllinien KW - Intestinal cell lines KW - Adhäsion KW - GP2-Isoformen KW - E. coli-Pathotypen KW - Adhesion KW - GP2 isoforms KW - E. coli pathotypes KW - Darm KW - Glykoproteine KW - Zelladhäsion KW - Escherichia coli KW - Zelllinie Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69091 ER -