Hochschulbibliothekszentrum des Landes Nordrhein-Westfalen
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Crowdfunding-Kampagnen - Systematische Literaturanalyse und Mix-Method-Ansatz zur Analyse von Erfolgsfaktoren
No full textDie Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der zentralen Frage, welche Erfolgsfaktoren einen Effekt auf eine erfolgreiche Crowdfunding Kampagne haben. Als Untersuchungsfeld stehen deutsche Startup-Unternehmen im Fokus, die bereits erfolgreiche CrowdfundingKampagnen durchgeführt haben.
Zur Beantwortung dieser Frage wird zunächst eine systematische Literaturanalyse durchgeführt, durch die relevante Erfolgsfaktoren für eine Crowdfunding-Kampagne ermittelt werden. Diese Faktoren werden anschließend einem Mixed-Method-Ansatz unterzogen, bei dem qualitative Ergebnisse, basierend auf einer Fallstudienforschung, mit den statistisch ausgewerteten quantitativen Ergebnissen aus der Fragebogenforschung verglichen und überprüft werden. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf der Identifikation von signifikanten Wirkungszusammenhängen zwischen den Erfolgsfaktoren und einer erfolgreichen Crowdfunding-Kampagne.
Im Ergebnis konnten diesbezüglich Wirkungszusammenhänge innerhalb dieser Thesis nachgewiesen werden. Sechs der festgestellten Zusammenhänge aus der qualitativen Analyse werden durch die quantitative Analyse bestätigt. Es konnte jedoch keine Signifikanz der Korrelationen festgestellt werden. Auch die Hypothese, dass sich die Erfolgsaussichten einer Kampagne durch eine höhere Anzahl jeweils kombinierter Erfolgsfaktoren erhöhen, wurde sowohl in der qualitativen als auch in der quantitativen Betrachtung widerlegt. Demnach galt es für den Autor der vorliegenden Thesis künftige Forschungsfelder zu definieren, die die ermittelten Ergebnisse erweitern und konkretisieren. Es bleibt beispielsweise einer weiterführenden Forschung überlassen, zu klären, ob bestimmte Kombinationen der Erfolgsfaktoren zu signifikanten Wirkungszusammenhängen führen. Darüber hinaus bietet sich eine weiterführende statistische Regressionsanalyse an, um die kausalen Effekte zu untersuchen und Prognosen für erfolgreiche Crowdfunding-Kampagnen zu formulieren
Untersuchung von Analyse-durch-Synthese Techniken im markerlosen Tracking
No full textIm Kontext der Erweiterten Realität versteht man unter Tracking Methoden zur Bestimmung von Position und Orientierung (Pose) eines Betrachters, die es ermöglichen, grafische Informationen mittels verschiedenster Displaytechniken lagerichtig in dessen Sichtfeld einzublenden. Die präzisesten Tracking-Ergebnisse liefern Methoden der Bildverarbeitung, welche in der Regel nur die Pixel des Kamerabildes zur Informationsgewinnung heranziehen. Der Bildentstehungsprozess wird bei diesen Verfahren jedoch nur bedingt oder sehr vereinfacht miteinbezogen. Bei modellbasierten Verfahren hingegen, werden auf Basis von 3D-Modelldaten Merkmale identifiziert, ihre Entsprechungen im Kamerabild gefunden und aus diesen Merkmalskorrespondenzen die Kamerapose berechnet. Einen interessanten Ansatz bilden die Strategien der Analyse-durch-Synthese, welche das Modellwissen um Informationen aus der computergrafischen Bildsynthese und weitere Umgebungsvariablen ergänzen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird unter Anwendung der Analyse-durch-Synthese untersucht, wie die Informationen aus dem Modell, dem Renderingprozess und der Umgebung in die einzelnen Komponenten des Trackingsystems einfließen können. Das Ziel ist es, das Tracking, insbesondere die Merkmalssynthese und Korrespondenzfindung, zu verbessern. Im Vordergrund steht dabei die Gewinnung von visuell eindeutigen Merkmalen, die anhand des Wissens über topologische Informationen, Beleuchtung oder perspektivische Darstellung hinsichtlich ihrer Eignung für stabiles Tracking der Kamerapose vorhergesagt und bewertet werden können.In the context of augmented reality we define tracking as a collection of methods to obtain the position and orientation (pose) of a user. By means of various displaying techniques, this ensures a correct visual overlay of graphical information onto the reality perceived. Precise results for calculation of the camera pose are gained by methods of image processing, usually analyzing the pixels of an image and extracing features, which can be recognized over the image sequence. However, these methods do not regard the process of image synthesis or at least in a very simplyfied way. In contrast, the class of model-based methods assumes a given 3D model of the observed scene. Based on the model data features can be identified to establish correspondences in the camera image. From these feature correspondences the camera pose is calculated. An interesting approach is the strategy of analysis-by-synthesis, regarding the computer graphics rendering process for extending the knowledge about the model by information from image synthesis and other environment variables.
In this thesis the components of a tracking system are identified and further it is analyzed, to what extend information about the model, the rendering process and the environment can contribute to the components for improvement of the tracking process using analysis-by-synthesis. In particular, by using knowledge as topological information, lighting or perspective, the feature synthesis and correspondence finding should lead to visually unambiguous features that can be predicted and evaluated to be suitable for stable tracking of the camera pose
3D-Vermessung von Polymerstäbchen
No full textDas Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist die Absicherung der Qualität eines pharmazeutischen Produktionsprozesses durch die Überprüfung des Volumens mikroskopischer Polymerstäbchen mit einem hochgenauen 3D Messverfahren. Die Polymerstäbchen werden für pharmazeutische Anwendungen hergestellt. Aus Gründen der Qualitätssicherung muss das Istgewicht überprüft werden. Derzeit werden die Polymerstäbchen stichprobenartig mit einer hochpräzisen Waage gewogen. Für die nächste Generation von Polymeren wird angenommen, dass die Produktabmessungen weiter reduziert werden sollen und die Produktionstoleranzen auf 2,5% gesenkt werden. Die daraus resultierenden Genauigkeitsanforderungen übersteigen jedoch die Möglichkeiten der Wiegetechnik. Bei homogenen Materialien ist die Masse proportional zum Volumen. Aus diesem Grund kommt dessen Bestimmung als Alternative in Frage. Dies verschafft Zugang zu optischen Messverfahren und deren Flexibilität und Genauigkeitpotenzial. Für den Entwurf eines auf die Fragestellung angepassten Messkonzeptes sind weiterhin von Bedeutung, dass das Objekt kontaktlos, mit einer Taktzeit von maximal fünf Sekunden vermessen und das Volumen approximiert wird. Die Querschnitte der Polymerstäbchen sind etwa kreisförmig. Aufgrund der Herstellung der Fragmente kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Anlageflächen orthogonal zur Symmetrieachse des Objektes sind. Daher muss analysiert werden, wie sich kleine Abweichungen von kreisförmigen Querschnitten sowie die nicht idealen Anlageflächen auswirken. Die maximale Standardabweichung für das Volumen, die nicht überschritten werden sollte, beträgt 2,5%. Dies entspricht einer maximalen Abweichung der Querschnittsfläche um 1106 µm² (Fehlerfortpfanzung). Als Bewertungskriterium wird der Korrelationskoeffzient zwischen den gemessenen Volumina und den Massen bestimmt. Ein ideales Ergebnis wäre 100%. Die Messung zielt auf einen Koeffzienten von 98% ab. Um dies zu erreichen, ist ein präzises Messverfahren für Volumen erforderlich. Basierend auf dem aktuellen Stand der Technik können die vorhandenen optischen Messverfahren nicht verwendet werden. Das Polymerstäbchen wird von einer Kamera im Durchlicht beobachtet. Daher sind der Durchmesser und die Länge sichtbar. Das Objekt wird mittels einer mechanischen Vorrichtung um die Längsachse gedreht. So können Bilder von allen Seiten aufgenommen werden. Der Durchmesser und die Länge werden mit der Bildverarbeitung berechnet. Das neue Konzept vereint die Vorteile der Verfahren: Es ist unempfindlich gegen Farb-/Helligkeitsänderungen und die Bilder können in beliebiger Anzahl aufgenommen werden. Außerdem sind die Erfassung und Auswertung wesentlich schneller. Es wird ein Entwurf und die Umsetzung einer Lösung zur hochpräzisen Volumenmessung von Polymerstäbchen mit optischer Messtechnik und Bildverarbeitung ausgearbeitet. Diese spezielle Prozesslösung in der Prozesslinie (inline) sollte eine 100%ige Qualitätskontrolle während der Produktion garantieren. Die Zykluszeiten des Systems sollte fünf Sekunden pro Polymerstäbchen nicht überschreiten. Die Rahmenbedienungen für den Prozess sind durch die Materialeigenschaften des Objekts, die geringe Objektgröße (Breite = 199 µm, Länge = 935 µm bis 1683 µm) und die undeffinierte Querschnittsform (durch den Trocknungsprozess) vorgegeben. Darüber hinaus sollten die Kosten für den Prozess nicht zu hoch sein. Der Messaufbau sollte klein sein und ohne Sicherheitsvorkehrungen oder Abschirmungen arbeiten. Das entstandene System nimmt die Objekte in verschiedenen Winkelschritten auf, wertet mit Hilfe der Bildverarbeitung die Aufnahmen aus und approximiert das Volumen. Der Korrelationskoffizient zwischen Volumen und Gewicht beträgt für 77 Polymerstäbchen mit einem Gewicht von 37 µg bis 80 µg 99; 87%. Mit Hilfe eines Referenzsystems kann die Genauigkeit der Messung bestimmt werden. Die Standardabweichung sollte maximal 2,5% betragen. Das entstandene System erzielt eine maximale Volumenabweichung von 1,7%. Die Volumenvermessung erfüllt alle Anforderungen und kann somit als Alternative für die Waage verwendet werden
Model-based privacy by design
No full textNowadays, almost any IT system involves personal data processing. In
such systems, many privacy risks arise when privacy concerns are not
properly addressed from the early phases of the system design. The
General Data Protection Regulation (GDPR) prescribes the Privacy by
Design (PbD) principle. As its core, PbD obliges protecting personal
data from the onset of the system development, by effectively
integrating appropriate privacy controls into the design. To
operationalize the concept of PbD, a set of challenges emerges: First, we need a basis to define privacy concerns. Without such a basis, we are not able to verify whether personal data processing is authorized. Second, we need to identify where precisely in a system, the controls have to be applied. This calls for system analysis concerning privacy concerns. Third, with a view to selecting and integrating appropriate controls, based on the results of system analysis, a mechanism to identify the privacy risks is required. Mitigating privacy risks is at the core of the PbD principle. Fourth, choosing and integrating appropriate controls into a system are complex tasks that besides risks, have to consider potential interrelations among privacy controls and the costs of the controls.
This thesis introduces a model-based privacy by design methodology to handle the above challenges. Our methodology relies on a precise definition of privacy concerns and comprises three sub-methodologies: model-based privacy analysis, modelbased privacy impact assessment and privacy-enhanced system design modeling. First, we introduce a definition of privacy preferences, which provides a basis to specify privacy concerns and to verify whether personal data processing is authorized. Second, we present a model-based methodology to analyze a system model. The results of this analysis denote a set of privacy design violations. Third, taking into account the results of privacy analysis, we introduce a model-based privacy impact assessment methodology to identify concrete privacy risks in a system model. Fourth, concerning the risks, and taking into account the interrelations and the costs of the controls, we propose a methodology to select appropriate controls and integrate them into a system design. Using various practical case studies, we evaluate our concepts, showing a promising outlook on the applicability of our methodology in real-world settings.In IT-Systemen treten viele Datenschutzrisiken auf, wenn Datenschutzbedenken in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses nicht angemessen berücksichtigt werden. Die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) schreibt das Prinzip des Datenschutz durch Technikgestaltung (PbD) vor. PbD erfordert den Schutz personenbezogener Daten von Beginn des Entwicklungsprozesses an, durch das frühzeitige Integrieren geeigneter Maßnahmen. Bei der Realisierung von PbD ergeben sich nachfolgende Herausforderungen: Erstens benötigen wir eine präzise Definition von Datenschutzbedenken. Zweitens müssen wir herausfinden, wo genau in einem System die Maßnahmen angewendet werden müssen. Drittens ist zur Auswahl geeigneter Maßnahmen, ein Mechanismus zur Ermittlung der Datenschutzrisiken erforderlich. Viertens müssen bei der Auswahl und Integration geeigneter Maßnahmen, neben den Risiken, die Abhängigkeiten zwischen Maßnahmen und die Kosten der Maßnahmen berücksichtigt werden.
Diese Dissertation führt eine modellbasierte Methodik ein, um die oben genannten Herausforderungen zu bewältigen und PbD zu operationalisieren. Unsere Methodik basiert auf einer präzisen Definition von Datenschutzbedenken und umfasst drei Untermethodiken: modellbasierte Datenschutzanalyse, modellbasierte Datenschutz-Folgenabschätzung und datenschutzfreundliche Systemmodellierung. Zunächst führen wir eine Definition für Datenschutzpräferenzen ein, anhand derer die Datenschutzbedenken präzisiert werden können und überprüft werden kann, ob die Verarbeitung personenbezogener Daten autorisiert ist. Zweitens präsentieren wir eine modellbasierte Methodik zur Analyse eines Systemmodells. Die Ergebnisse dieser Analyse ergeben die Menge der Verstöße gegen die Datenschutzpräferenzen in einem Systemmodell. Drittens führen wir eine modellbasierte Methode zur Datenschutzfolgenabschätzung ein, um konkrete Datenschutzrisiken in einem Systemmodell zu identifizieren. Viertens schlagen wir in Bezug auf die Risiken, Abhängigkeiten zwischen Maßnahmen und Kosten der Maßnahmen, eine Methodik vor, um geeignete Maßnahmen auszuwählen und in ein Systemdesign zu integrieren. In einer Reihe von realistischen Fallstudien bewerten wir unsere Konzepte und geben einen vielversprechenden Ausblick auf die Anwendbarkeit unserer Methodik in der Praxis
Beurteilung der räumlichen-dynamischen Stabilität während des linearen und nicht-linearen menschlichen Gangs
Get PDFWarum stürzen wir beim Gehen? Dreidimensionale und komplexe
Bewegungsabläufe des menschlichen Ganges exakt zu
analysieren und somit offene Grundfragen der Kinesiologie zu
beantworten ist Kern dieser Arbeit. Die Bewegungswissenschaft
der Gerontologie beschränkt sich derzeit noch auf Modelle und
Methoden mit einfachen und eindimensionalen Bewegungsanalysen.
In einer umfangreichen Literaturrecherche wird der aktuelle
Stand der Technik an Hand der drei gängigsten Methoden zur
Bestimmung der Stabilität beim Gehen erfasst und bewertet.
Eine Bewertung der drei Methoden: Margin of Stability, Lokale
Stabilität und Orbitale Stabilität, erfolgt durch die Ermittlung
der Anwendbarkeit der einzelnen Methoden, um die Tendenz eines
Probanden zu bestimmen, sich von kleinen (natürlichen oder
künstlichen) Störungen des Gangs zu erholen. Auf Grundlage
dieser Bewertungen und das Abwägen der Vor - und Nachteile
der einzelnen Methoden, wurde eine neue Methode zur Beurteilung
der räumlichen-dynamischen Stabilität entwickelt, die sich
für die Analyse des linearen und nicht-linearen menschlichen
Gangs anwenden lässt. Als Methodische Grundlagen dienen
ein Motion-Capture-System, zur Erfassung der kinematischen
Bewegungen, und ein in der Gerontologie fest etablierte Mobilitätstest,
der sogenannte Timed Up and Go Test, zur Beurteilung
des Gleichgewichts und der Mobilität. Zusätzlich wurde eine
numerische Näherung der Marker-Anzahl des Motion-Capture-
Systems durchgeführt. Dabei wurde die Anzahl der Marker auf
ein Marker-Set minimiert, bei der die bestmögliche Korrelation
der Ergebnisse zum Full-Body-Marker-Set erzielt wird. Dies
dient zur Vereinfachung der Methode für zukünftige Anwendungen
bei klinischen oder wissenschaftlichen Fragestellungen. Die
neu entwickelte Methode bedarf einer Validierung, welche mit
Hilfe einer Probandenstudie durchgeführt wurde. Die Ergebnisse
der Probandenstudie werden präsentiert und Interpretationsmöglichkeiten
werden aufgezeigt. Neue relevante Variablen und
Momentbestimmungen besonderer Gangsituationen werden ausgewertet
und bieten Raum für neue Interpretationsansätze zur
Beurteilung des menschlichen Gangs.
Die neue Methode ist somit in der Lage die individuelle Entwicklungen
des Bewegungsablaufes im Alter und die Vermeidung
von Stürzen und einhergehenden Verletzungen aus einer erweiterten
und neuen Perspektive zu beurteilen. Insbesondere
können Richtungswechsel bei einem nicht-linearen Gang neu
betrachtet und beurteilt werden.The analysis of three-dimensional and complex motion sequences
of human gait and therefore the most important question
of kenesiology ”why are we falling?” is the essence of this
paper. The gerontology and its science of movement is currently
limited to simple and one-dimensional methods and models. An
extensive literature research shows the latest state of research of
the three common methods to determine the stability of human
gait. To assess the margin of stability, local stability and orbital
stability it is shown, how those methods are applicable to evaluate
the subject’s ability to recover from any disturbences of
the subject’s gait. Based on this assessment and the method’s
advantages and disadvantages a new method will be derived
that allows spatial analysis of dynamic instability of linear and
non-linear human gait. A motion capture system and the timed
up and go test serve as a basis for this new method and will be
explained. A numerical approximation to optimise the number
of markers within a marker-set of a motion capture analysis
and its maximum correlation with the full-body-marker-set will
be given. This simplification is very helpful for further clinical
or scientific research. To validate the new method a trial
with subjects will be shown and discussed. New appreciable
variables and snapshots of specific situations during the gait
offer new and different interpretations of the human gait. The
new method is the most applicable and appropriate assessment
of human gait and the individual development of the human
gait while aging, as well as to detect and prevent falling and
associated injuries. Especially directional change of a non-linear
gait become assessable with the new method
Face and Gaze Controlled Onscreen Presentations (FAGCOP)
No full textOn-screen interactive presentations have got immense popularity in the domain of attentive interfaces recently. These attentive screens adapt their behavior according to the user's visual attention. This thesis aims to introduce an application that would enable these attentive interfaces to change their behavior not just according to the gaze data but also facial features and expressions. The modern era requires new ways of communications and publications for advertisement. These ads need to be more specific according to people's interests, age, and gender. When advertising, it's important to get a reaction from the user but not every user is interested in providing feedback. In such a context more, advance techniques are required that would collect user's feedback effortlessly. The main problem this thesis intends to resolve is, to apply advanced techniques of gaze and face recognition to collect data about user's reactions towards different ads being played on interactive screens. We aim to create an application that enables attentive screens to detect a person's facial features, expressions, and eye gaze. With eye gaze data we can determine the interests and with facial features, age and gender can be specified. All this information will help in optimizing the advertisements
Privacy and CS-lessons - Development of a privacy competence model and assessment of privacy competence among schoolchildren to develop recommendations for teaching
No full textStudien der vergangenen Jahre haben gezeigt, dass im Bereich der Datenschutzkompetenz ein Mangel bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen besteht, jedoch standen Kinder und Jugendliche im Alter von zehn bis 13 Jahren dabei nicht so stark im Fokus. Daher ist die Leitfrage der Arbeit, wie die Datenschutzkompetenz bei Kindern und Jugendlichen in dem jüngeren Alter ausgebildet ist, um für diese Altersgruppe passende Konzepte entwickeln zu können. Zu Beginn der Arbeit wird ausgehend von einem Medienkompetenzmodell ein Datenschutzkompetenzmodell abgeleitet, welches als Grundlage für die weitere Felduntersuchung dient. An allgemeinbildenden weiterführenden Schulen in Rheinland-Pfalz wurde eine Erhebung durchgeführt, die zeigt, dass die Befragten im Bereich der Risikoabschätzung noch eine ausreichende, aber im Bereich des Wissens, der Auswahl- und Nutzungskompetenz und der Handlungskompetenz eine mangelhafte Kompetenz besitzen. Um diesem Problem zu begegnen, werden im letzten Teil der Arbeit Handlungsempfehlungen in Form von Lernzielbeschreibungen formuliert, um ausgehend davon zukünftig passende Lehr-Lern-Settings implementieren zu können.Studies in recent years have demonstrate adolescents and young adults to have a deficient data protection competence, however children and adolescents between the ages of ten and 13 were mostly not focus of these studies. Therefore, the guiding question of the work is how data protection competence is developed in children and adolescents at a young age in order to be able to infer suitable, educational concepts for this age group. At the beginning of the work, a data protection competence model is derived from a media competence model, which serves as the basis for the further field investigation. A survey was carried out at general secondary schools in Rhineland-Palatinate, which shows that the respondents still have sufficiently developed Risk Assessment Competence, but were insufficiently developed in terms of knowledge, Selection and Usage Competence and the Implementation Competence. Recommendations for actions are given in the last part of the work – containing learning goal descriptions to be possibly implemented in an educational framework – in order to address this issue
Crowdfunding - A way to finance science?
No full textInterest in crowdfunding has been increasing in recent years, both from the economy and the scientific community. Besides artists and entrepreneurs, researchers are now also funding their projects through many small contributions from the crowd. However, the perceived use in Germany does not reflect the benefits of a crowdfunding campaign, especially in international comparison. This study investigates this issue by identifying the motives and barriers for crowdfunding in order to formulate recommendations for research institutions to encourage the use of crowdfunding.
By means of a literature review, first insights are gained which are then used to conduct qualitative interviews with eleven researchers who successfully completed a crowdfunding campaign. The results indicate that researchers in Germany use crowdfunding primarily to raise awareness for the subject and the scientific community in general. The initial assumption of the speed of crowdfunding as a motive was contradicted by the experts. The major barriers are the immense effort involved in a campaign and the lack of reputation for the concept of crowdfunding by German scientists. In addition, only subjects and projects with a high public relevance and funding volume of up to five digits are recommended for crowdfunding. Furthermore, the public exposure of the experts during the campaign was identified as an additional barrier.
These findings lead to three recommendations for research institutions to increase the use of crowdfunding: Firstly, universities should raise awareness for the subject of crowdfunding as an additional form of research funding and highlight the benefits of a crowdfunding campaign. Secondly, universities should cooperate with crowdfunding partners and utilize the networking capacities of a university. Lastly, universities should provide support to distribute the workload among interdisciplinary teams in order to enhance the effortreturn ratio of a crowdfunding campaign.
The chosen methodology and the scope of the thesis enable further research that might examine the perspective of the universities and the conditions in other countries. In addition, a largescale quantitative survey is required to validate the identified concepts statistically.Das Interesse am Konzept Crowdfunding ist in den letzten Jahren sowohl aus der Wirtschaft als auch aus der Wissenschaft gestiegen. Neben Künstlern und Entrepreneuren finanzieren nun auch Wissenschaftler ihre Projekte durch zahlreiche kleine Beiträge aus der Crowd. Allerdings spiegelt die wahrgenommene Nutzung in Deutschland nicht die Vorteile einer Crowdfunding-Kampagne wider, insbesondere nicht im internationalen Vergleich. Die vorliegende Studie untersucht diesen Umstand, indem sie die Motive und Barrieren für eine Finanzierung durch Crowdfunding identifiziert, um Empfehlungen für Forschungseinrichtungen zur Förderung von Crowdfunding zu formulieren. Durch eine Literaturanalyse werden erste Erkenntnisse ermittelt, welche dann für die Durchführung von qualitativen Interviews mit elf Wissenschaftlern, die bereits eine Crowdfunding-Kampagne erfolgreich abgeschlossen haben, verwendet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass ForscherInnen in Deutschland Crowdfunding in erster Linie dazu verwenden, Aufmerksamkeit für das Thema und die wissenschaftliche Gemeinschaft im Allgemeinen zu schaffen. Die größten Barrieren sind der enorme Aufwand, der mit einer Kampagne verbunden ist, und die mangelnde Reputation des Konzepts des Crowdfunding seitens der deutschen Wissenschaft. Zudem eignen sich nur Themen und Projekte mit einer hohen Öffentlichkeitswirksamkeit und einem Fördervolumen von maximal fünfstelligen Beträgen. Darüber hinaus konnte die öffentliche Wahrnehmung der Experten während der Kampagne als zusätzliche Barriere identifiziert werden.
Diese Ergebnisse führen zu drei Empfehlungen für Forschungseinrichtungen zur Förderung von Crowdfunding: Es wird empfohlen das Bewusstsein für das Thema Crowdfunding als zusätzliche Form der Forschungsfinanzierung zu sensibilisieren und die Vorteile einer Crowdfunding-Kampagne hervorzuheben. Universitäten sollten mit Crowdfunding Akteuren (bspw. Plattformen und Experten) zusammenarbeiten und die Netzwerkeffekte einer Universität sollten genutzt werden. Die Universitäten sollten Unterstützung leisten, um die Arbeitsbelastung auf interdisziplinäre Teams zu verteilen, um so das Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag zu optimieren. Die gewählte Methodik und der Geltungsbereich der Thesis eröffnen weitere Forschungsmöglichkeiten, die die Perspektive der Universitäten und die Bedingungen in anderen Ländern untersuchen könnten. Darüber hinaus ist eine groß angelegte quantitative Studie erforderlich, um die identifizierten Konzepte statistisch zu validieren
Entwicklung neuer Derivatisierungsmethoden für die GC-MS Analyse von Perfluorcarbonsäuren in variablen Probenmatrices.
Get PDFPerfluorcarbonsäuren (PFCA) sind Substanzen anthropogenen Ursprungs und werden seit mehreren Jahrzehnten verwendet. In der Literatur werden diese Verbindungen als eine neue Klasse von Umweltschadstoffen beschrieben. Ihre hohe thermische Stabilität, Oberflächenaktivität, Amphipathizität und schwache intermolekulare Wechselwirkungen führen zur Persistenz dieser organisch-chemischen Verbindungen und zur Bioakkumulation. Um diese Stoffgruppe sicher nachzuweisen, müssen zuverlässige analytische Methoden eingesetzt werden. GC-MS stellt eine kostengünstige Alternative und Ergänzung zu etablierten LC-MS/MS Methoden dar. Um jedoch die GC-MS erfolgreich einsetzen zu können, müssen die PFCA derivatisiert werden. Viele der bisher veröffentlichten Derivatisierungsreaktionen für PFCA, sind zeitaufwändig und erfordern hohe Reaktionstemperaturen und/oder toxische Reagenzien.
In der vorliegenden Dissertation wurden zwei neue Derivatisierungsreaktionen methodologisch entwickelt und optimiert. Der erste Teil der Arbeit beschreibt die Entwicklung und Optimierung der Derivatisierung mit Triethylsilanol in Wasser. Zusätzlich zur Reaktionsoptimierung, wurde die klassische Festphasenextraktion modifiziert, um die Probenvorbereitung zu vereinfachen.
Im zweiten Teil der Arbeit, wurden die Reaktionsprodukte von Perfluoroktansäure (PFOA) mit Dimethylformamid-dimethylacetal (DMF-DMA) und –diethylacetal (DMF-DEA) identifiziert. Zu diesem Zweck, wurden verschiedene massenspektrometrische Techniken angewandt. Anhand der Messergebnisse konnte gezeigt werden, dass sowohl DMF-DMA als auch DMF-DEA in Gegenwart von PFOA ein Iminium-Kation bildet, was zur Salzbildung führt. Dieses PFOA-Salz reagiert im GC-Injektor weiter zu einem entsprechenden Amin.
Abschließend, im letzten Teil der Arbeit, wurden reale Proben mit der neu entwickelten Methode auf Basis der DMF-DMA Reaktion analysiert. Die Matrixeffekte wurden ausführlich beschrieben. Die Methode wurde erfolgreich für drei Arten von Proben verwendet: Zahnseide, Textilien und Klärschlamm. Die Ergebnisse wurden mittels LC-MS/MS in einem externen Labor verifiziert. Die Unterschiede zwischen den PFCA-Werten, für eine aufgestockte Probe, wurden mittels GC-MS und LC-MS/MS gemessen und waren kleiner als 10 %.Perfluorocarboxylic acids (PFCA) are substances of anthropogenic origin and have been used for several decades. These compounds are a new class of environmental pollutants. Their high surface activity, thermal stability, amphipathicity and weak intermolecular interactions lead to persistence and bioaccumulation. Therefore, there is a great need for reliable analytical methods for detecting the presence and determination of concentration in both environmental samples and everyday products. GC-MS is a cost-effective alternative and supplement to established LC-MS/MS methods. The greatest challenge in the method development is the derivatization reaction. Many of the previously published derivatization reactions for PFCA are time consuming and require high reaction temperatures or toxic reagents.
In the present dissertation, two new derivatization reactions for PFCA have been developed and optimized. The first part of the thesis shows the development and optimization of the reaction with triethylsilanol in water. In addition to optimizing the reaction, classical solid-phase extraction was modified to simplify the sample preparation.
In the second part of the work, the reaction products of perfluorooctanoic acid (PFOA) with N,N-dimethylformamide dimethyl acetal (DMF-DMA) and -diethyl acetal (DMF-DEA) were identified. From these measurements, it follows that both DMF-DMA and DMF-DEA in the presence of PFOA form an iminium cation, which leads to salt formation. This PFOA salt react further in the GC injector and a corresponding amine is produced.
In the last part of the thesis, an analytical method based on the DMF-DMA reaction was developed. The matrix effects have been described in detail. The method has been successfully applied for three different types of samples: dental floss, textiles and sewage sludge. The results were verified by LC-MS/MS analysis in an external laboratory. The differences between the PFCA values for a spiked sample measured by GC-MS and LC-MS/MS were less than 10%
Entwicklung eines Verfahrens zur Reduktion von Mikroplastik aus aquatischen Medien mittels innovativer Hybridmaterialien
Get PDFDie Zunahme von Mikroplastik (< 5 mm) in der Umwelt ist ein globales Problem, welches im direkten Zusammenhang mit deren steigender Produktionsmenge und –vielfalt steht. Durch direkten Eintrag (primär) oder durch Zersetzung von Meso- und Makroplastik (sekundär) gelangen Mikroplastik-Partikel über die gängigen Stofftransportwege (u.a. häusliche oder industrielle Abwässer, Straßenabflüsse, Gezeiten, Winden, etc.) in die Umweltkompartimente Wasser und/oder Boden. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur nachhaltigen Entfernung von Mikroplastik-Partikeln (inerten organisch-chemischen Stressoren, IOCS) aus dem Abwasser basieren auf der Konstruktion von Polymer-Einschlussverbindungen. IOCS beschreiben organisch-chemische Moleküle, die beim Eintrag in das Ökosystem eine hohe Persistenz aufweisen und nur begrenzt abgebaut werden können.
Nach dem Prinzip der Cloud Point Technologie wurde eine neuartige Separationstechnik entwickelt, welche ein Partikelwachstum bei Mikroplastik induziert und eine leichtere Abtrennung aus Wässer durch Volumenzunahme nach dem Stand der Technik ermöglicht. Das Konzept zur nachhaltigen Entfernung von Mikrokunststoffen von Herbort und Schuhen basiert auf einer Drei-Schritt-Synthese. Dieses Konzept wurde im Rahmen der Forschungsarbeiten weiter optimiert und hinsichtlich der Kriterien Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit angepasst. Die Arbeitsgrundlage des Konzeptes basiert auf der Hypothese, dass van der Waals Kräfte mit kurzer Reichweite und lokalisierte hydrophobe Wechselwirkungen zwischen Präkursor und/oder Material und dem anzubindenden IOCS eine Fixierung durch die Ausbildung einer Einschlussverbindung mit Partikelwachstum induzieren können. Durch Zugabe von Silizium basierten ökotoxikologisch nicht relevanten Werkstoffen gelingt es, in einem durch Wasser induzierten Aggregationsprozess, eine molekulare Selbstorganisation mit den hydrophoben Stressoren zu initiieren. Dies führt zu einer Phasentrennung, wodurch Agglomerate mit einem 10000-fach größeren Volumen ( 2-3 cm) aufschwimmen und im Anschluss durch effektive und kostengünstige Filtrationsverfahren (z. B. Sandfang, Fettabscheider) das Polymer-Extrakt vom aquatischen Medium getrennt werden können.The increase in plastic particles (< 5 mm) in the environment is a global problem, which is in direct correlation to the increasing production quantity and variety. Through direct input (primary) or through the degradation of macroplastics (secondary), particles enter the environmental compartments water and/or soil via conventional material transportation paths. The research and development work on the sustainable removal of microplastic particles (inert organic chemical stressors, IOCS) from wastewater is based on the construction of polymer inclusion compounds. IOCS describe a group of organic chemical molecules, which demonstrate a high level of persistence upon entry in the ecosystem and whose degradation is limited.
Following the principle of Cloud Point Technology, a novel separation technique has been developed which induces particle growth in microplastics and allows easier separation from the water by volume increase according to the state of the art. The concept for the sustainable removal of microplastics from Herbort and Schuhen is based on a three-step synthesis. This concept was further optimized as part of the research and adapted to the criteria of resource efficiency and profitability. The fundamental research is premised on the hypothesis that van der Waals forces with short ranges and localized hydrophobic interactions between precursors and/or material and the IOCS to be connected can induce a fixation through the formation of an inclusion compound with particle growth. Through the addition of silicon-based ecotoxicologically irrelevant coagulation and inclusion units, it is possible to initiate molecular self-organization with the hydrophobic stressors in an aggregation process induced through water. It results in adhesive particle growth around the polymer particles and between particles. Subsequently, the polymer extract can be separated from aquatic media through simple and cost-effective filtration processes (e.g. sand trap, grease trap), due to the 10,000 times larger volume microplastic agglomerates