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EVTZ Geopark Muskauer Faltenbogen – der erste Europäische Verbund für territoriale Zusammenarbeit an der deutsch-polnischen Grenze
No full textDie Rechtsform „Europäischer Verbund für territoriale Zusammenarbeit“ (EVTZ) wurde 2006 von der Europäischen Union eingeführt, um die grenzüberschreitende Zusammenarbeit von regionalen und lokalen Gebietskörperschaften zu erleichtern. Trotz einiger Überlegungen einen solchen Verbund im deutsch-polnischen Grenzraum zu schaffen, ist lange Zeit keine Gründung geglückt. Mit dem EVTZ Geopark Muskauer Faltenbogen ist der erste deutsch-polnische Verbund mit dieser Rechtsform im Jahr 2021 errichtet worden. In dem Beitrag wird eingangs das Rechtsinstrument genauer betrachtet und eingeordnet, bevor es in der Praxis untersucht wird. Uns interessiert dabei primär, wie und unter welchen Umständen die Gründung vonstattenging, welche Barrieren und Potenziale damit verbunden waren und wie sich die Arbeit des Verbunds im Übergang zur täglichen Praxis gestaltet. Unsere Analyse stützt sich auf elf Experteninterviews, die im Rahmen der Datenerhebung im Forschungsprojekt „Linking Borderlands“ durchgeführt worden sind. Befragt wurden deutsche und polnische Akteure der kommunalen und regionalen Ebene, die in den Gründungsprozess einbezogen wurden oder mit der operativen Arbeit des Verbunds vertraut sind. Der Beitrag wirft einen internen Blick auf den Gründungsprozess, sowie auf die tägliche Arbeit eines EVTZ. Auch wird der Frage nachgegangen, weshalb es an der deutsch-polnischen Grenze lange keinen EVTZ gab und welche Faktoren die Errichtung des ersten solchen Verbunds im deutsch-polnischen Grenzraum begünstigten
Städtisches Wachstum, Segregation und die raumzeitliche Dynamik der Gefährdungsexposition
No full textUrbanization is a major global challenge, with projections estimating that 68% of the world’s population will live in urban areas by 2050. This rapid urban growth, combined with limited resources and political challenges in the provision of adequate infrastructure, services, and housing, has contributed to approximately 20% of the global population living in slums and informal settlements. These challenges are further intensified by the growing urgency to reduce disaster risks of urban populations. As cities expand into hazard-prone areas, both exposure and vulnerability increase, particularly among the urban poor. In the context of climate change, the frequency and severity of climate-related hazards are also increasing. This highlights the need to integrate urban planning with disaster risk reduction (DRR) strategies.
Despite these trends, the interplay between urban development processes and disaster risk remains under-researched. While hazard processes and modeling are well studied, it is insufficiently understood how urban expansion and spatial inequalities shape disaster risk. Better comprehending these relationships is essential for developing DRR strategies, as it enables more targeted interventions addressing the drivers of risk. Recent technological advancements in remote sensing, the availability of new global geospatial datasets, and developments in machine learning tools have created new opportunities to investigate these interactions. In this context, this thesis addresses two main research gaps: 1) the limited understanding of how urban growth and spatial inequality influence disaster risk, and 2) the need for improved methodological tools to assess these dynamics. Through three complementary studies using cities in Brazil as case studies, the thesis provides empirical insights and develops transferable methods for urban risk research.
The first study quantifies the influence of urban growth and spatial segregation on the impacts of the 2023 multi-hazard disaster in São Sebastião, Brazil. By integrating remote sensing data, spatiotemporal analyses, and detailed damage mapping, the research demonstrates that urban development processes significantly shaped hazard exposure and vulnerability in the region. Between 1985 and 2015, São Sebastião’s urban footprint expanded by a factor of 4.5, with precarious settlements growing even more rapidly. This expansion directly affected exposure, as 42% of the buildings damaged in the 2023 event were constructed after 2001. Precarious settlements were considerably more exposed and vulnerable to the event, with a density of damaged buildings 12 times higher compared to non-precarious areas and representing 72% of all totally destroyed buildings. Moreover, spatial analyses revealed that precarious settlements occur far more frequently in hazardous areas, such as steep slopes and near escarpments, demonstrating how spatial segregation amplifies disaster impacts and thus disaster risk.
The second study advances methods for simulating urban growth by systematically comparing probabilistic classifiers and input urban maps for calibrating suitability surfaces in cellular automata-based models. This analysis was conducted across five Brazilian cities to test the transferability of the findings. Results revealed that the random forest model consistently outperformed the logistic regression-based methods, particularly when calibrated with urban footprints representing recent expansion over the past one to two decades. However, this study also highlights the importance of balancing predictive performance and model interpretability depending on the intended application, as logistic regression remains valuable for deriving interpretable relationships between predictors and urban growth dynamics.
Finally, the third study contributes to urban inequality mapping by assessing the potential of open building footprint datasets to identify spatial patterns of urban precarity through morphological indicators. Focusing on the case study of São Sebastião, the research applied a probabilistic random forest model trained on indicators representing the building and open space characteristics, such as area, shape, proximity, and orientation. The results demonstrate that these morphological characteristics can accurately distinguish slum from non-slum areas, achieving a high performance with an Area Under the ROC Curve (AUC) of 0.89. More importantly, validation against field observations and household census data confirmed that the proposed classification of multiple levels of urban precarity consistently reflects real-world housing and infrastructure conditions. These findings provide strong evidence that urban form is closely linked to patterns of poverty and inequality, though further research should extend this methodology to other urban contexts worldwide.
Overall, this research advances the understanding of how urban development processes, particularly urban expansion and spatial segregation, shape disaster risk. Using the case of São Sebastião, it empirically demonstrates how unequal urban growth leads to an increase in exposure and vulnerability to natural hazards, especially in informal settlements. Beyond empirical findings, this thesis also bridges gaps between urban studies and disaster risk research. First, it presents scalable methods for better assessing urban dynamics, while reinforcing the importance of integrating these tools into disaster risk assessment. It also reinforces the need for DRR strategies that are spatially targeted and socially inclusive. In practice, this means enforcing land-use regulations in hazard-prone areas, expanding access to safe and affordable housing as a fundamental social right, and continuously monitoring urban dynamics through available tools and datasets to inform planning and policy decisions.Urbanisierung ist eine große globale Herausforderung. Prognosen zufolge werden bis 2050 68 % der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten leben. In Verbindung mit begrenzten Ressourcen und politischen Herausforderungen bei der Bereitstellung angemessener Infrastrukturen, Dienstleistungen und Wohnraum hat dieses rasante Wachstum von Städten dazu beigetragen, dass etwa 20 % der Weltbevölkerung in Slums und informellen Siedlungen leben. Diese Herausforderungen werden durch die zunehmende Dringlichkeit, Katastrophenrisiken für städtische Bevölkerungen zu minimieren, noch verschärft. Da Städte in von Naturgefahren gefährdete Gebiete expandieren, nehmen sowohl die Exposition als auch die Schadensanfälligkeit zu, insbesondere unter der ärmeren städtischen Bevölkerung. Im Zusammenhang mit dem Klimawandel nehmen auch die Häufigkeit und Schwere klimabedingter Gefahren zu. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, Stadtplanung in Strategien zur Reduktion von Katastrophenrisiken (DRR) zu integrieren.
Trotz dieser Trends ist die Wechselwirkung zwischen Stadtentwicklungsprozessen und Katastrophenrisiken noch immer unzureichend erforscht. Während Gefahrenprozesse und -modellierung gut erforscht sind, ist noch nicht ausreichend untersucht, wie die Ausdehnung von Städten und räumliche Disparitäten in Städten das Katastrophenrisiko beeinflussen. Ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge ist für die Entwicklung von DRR-Strategien unerlässlich, da es gezieltere Maßnahmen zur Minderung der zugrundeliegenden Risikofaktoren ermöglicht. Technologische Fortschritte in der Fernerkundung, Verfügbarkeit neuer globaler Geodatensätze und die zunehmende Leistung von Methoden des maschinellen Lernens eröffnen neue Möglichkeiten, diese Wechselwirkungen zu untersuchen. In diesem Kontext adressiert diese Arbeit zwei wesentliche Forschungslücken: 1) dem unzureichenden Verständnis darüber, wie Urbanisierung und räumliche Disparitäten das Katastrophenrisiko beeinflussen, und 2) der Notwendigkeit, methodische Instrumente zur Bewertung dieser Dynamiken zu verbessern. Anhand von drei sich ergänzenden Untersuchungen in brasilianischen Städten liefert diese Doktorarbeit empirische Erkenntnisse und entwickelt übertragbare Methoden für die Risikoforschung in Städten.
Die erste Fallstudie quantifiziert den Einfluss des städtischen Wachstums und der räumlichen Segregation auf die Auswirkungen der Mehrgefahren-Katastrophe von 2023 in São Sebastião, Brasilien. Durch die Integration von Fernerkundungsdaten, räumlich-zeitlichen Analysen und detaillierten Schadenskartierungen zeigt die Untersuchung, dass städtische Entwicklungsprozesse die Exposition und Anfälligkeit in Bezug auf Naturgefahren in der Region maßgeblich geprägt haben. Zwischen 1985 und 2015 vergrößerte sich die städtische Fläche von São Sebastião um das 4,5-Fache, wobei prekäre Siedlungen noch schneller wuchsen. Diese Expansion wirkte sich direkt auf die Exposition aus, da 42 % der bei dem Ereignis von 2023 beschädigten Gebäude nach 2001 errichtet worden sind. Prekäre Siedlungen waren erheblich stärker exponiert und schadensanfälliger für das Ereignis, mit einer 12-mal höheren Dichte an beschädigten Gebäuden im Vergleich zu nicht prekären Gebieten und einem Anteil von 72 % aller vollständig zerstörten Gebäude. Darüber hinaus zeigten räumliche Analysen, dass prekäre Siedlungen weitaus häufiger in gefährdeten Gebieten wie steilen Hängen und in der Nähe von Steilhängen vorkommen, was verdeutlicht, wie räumliche Segregation das Katastrophenrisiko verstärkt.
In der zweiten Studie wurden Methoden zur Simulation des städtischen Wachstums weiterentwickelt, indem probabilistische Klassifikatoren und Stadtpläne zur Kalibrierung von Eignungsflächen für Siedlungen in zellulären Automaten systematisch verglichen wurden. Diese Analyse wurde in fünf brasilianischen Städten durchgeführt, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse zu testen. Die Ergebnisse zeigten, dass das Random-Forest-Modell durchweg besser Ergebnisse erzielte als logistische Regressionsmodelle, insbesondere wenn es mit Karten kalibriert wurde, die die städtische Expansion der letzten ein bis zwei Jahrzehnte widerspiegelten. Diese Studie unterstreicht jedoch auch, wie wichtig es ist, ein Gleichgewicht zwischen Vorhersagegüte und Interpretierbarkeit des Modells zu finden, da logistische Regressionen – je nach beabsichtigter Anwendung – wertvolle und interpretierbare Beziehungen zwischen Prädiktoren und der urbaner Wachstumsdynamik ableiten.
Abschließlich liefert die dritte Untersuchung einen Beitrag zur Kartierung städtischer Disparitäten, indem sie das Potenzial frei verfügbarer Datensätze mit Gebäudeflächen bewertet, um anhand morphologischer Indikatoren räumliche Muster von prekären Siedlungen zu identifizieren. Für die Fallstudie von São Sebastião wurde ein probabilistisches Random-Forest-Modell angewendet, das mit Indikatoren trainiert wurde, die Merkmale von Gebäuden sowie von Freiflächen wie Fläche, Form, Nähe/Distanz und Ausrichtung repräsentieren. Die Ergebnisse zeigen, dass diese morphologischen Merkmale gut Slumgebiete von Nicht-Slumgebieten trennen können und mit einer Fläche unter der ROC-Kurve (AUC) von 0,89 eine hohe Güte erzielen. Noch wichtiger ist, dass eine Validierung auf Basis von Felderhebungen und amtlichen statistischen Haushaltsdaten bestätigte, dass die vorgeschlagenen Klassen von prekären bis zu nicht-prekären Siedlungen die realen Wohn- und Infrastrukturbedingungen konsistent widerspiegelt. Diese Ergebnisse belegen, dass städtische Siedlungsstrukturen eng mit Mustern von Armut und Ungleichheit verbunden sind. Weitere Forschungen sollten diese Methode in anderen Städen weltweit testen.
Insgesamt trägt diese Doktorarbeit zu einem besseren Verständnis darüber bei, wie Stadtentwicklungsprozesse, insbesondere Stadterweiterungen und räumliche Segregation, das Katastrophenrisiko beeinflussen. Am Beispiel von São Sebastião wurde empirisch aufgezeigt, wie ungleiches Wachstum von Siedlungen zu einer erhöhten Exposition und Schadensanfälligkeit gegenüber Naturgefahren führt, insbesondere in ungeplanten, nicht genehmigten Siedlungen. Über die empirischen Erkenntnisse hinaus schafft diese Doktorarbeit auch Verbindungen zwischen Stadtforschung und Risikoforschung. Erstens stellt sie skalierbare Methoden zur besseren Bewertung der städtischen Wachstumsdynamik vor und unterstreicht gleichzeitig die Bedeutung der Integration dieser Instrumente in die Risikobewertung. Außerdem bekräftigt sie die Notwendigkeit von räumlich differenzierten und inklusiven DRR-Strategien. In der Praxis bedeutet dies, dass in gefährdeten Gebieten Nutzungseinschränkungen besser durchgesetzt, der Zugang zu sicherem und bezahlbarem Wohnraum erweitert und die städtische Dynamik mithilfe verfügbarer Instrumente und Datensätze kontinuierlich überwacht werden müssen, um Entscheidungen in Stadtplanung und Politik zu unterstützen
Einfluss der Ionenmigration auf die Leistung und Stabilität von Perowskit-Solarzellen mittels der Fast-Hysteresis-Methode
No full textPerovskite solar cells (PSCs) have emerged as a promising third-generation photovoltaic technology, offering advantages such as high efficiency, solution-processability at low temperatures, and the potential for lightweight and flexible devices. These features largely stem from the unique ionic nature of perovskite materials, which allows them to tolerate defects unusually well. However, this same property introduces challenges: under light and electrical bias, mobile ions within the perovskite layer can migrate, disturbing internal electric fields and causing instability. This thesis aims to understand how ion migration affects device performance and long-term stability in both single-junction and tandem perovskite solar cells.
This thesis focuses on quantifying ionic losses (the absolute efficiency losses) and understanding how they develop over time in both single-junction and tandem perovskite solar cells under operational conditions. In single-junction devices, we demonstrate that performance degradation is primarily caused by internal field screening resulting from the accumulation of mobile ions at the perovskite layer interfaces. These ionic effects are especially evident in reduced photocurrent (JSC) and become clear through high scan-rate JV measurements (or “fast-hysteresis” measurements). We also demonstrate that the bulk and interface quality remain unchanged upon ageing, while the open-circuit voltage (VOC) decreases along with JSC, due to an increase in mobile ion density. The second study extends this approach to tandem solar cells, comparing silicon/perovskite and all-perovskite designs. By combining scan-rate-dependent JV measurements with drift-diffusion simulations, the study shows that mobile ions introduce severe hysteresis in Si/perovskite tandems compared to all-perovskite tandems at high scan speeds (400 Vs−1). Subcell-selective FH measurements on all-perovskite tandem devices revealed that the majority of ionic losses originate from the wide-bandgap top cell, likely associated with halide segregation phenomena. Together, these studies establish mobile ions as a key degradation pathway, guiding strategies for targeted stability improvements in both single junctions and tandem architectures.
Building on earlier findings that the physical interfaces and the bulk perovskite structure remain mostly stable during aging; the third study investigates why open-circuit voltage (V_oc) still drops. We focus on the mismatch between the quasi-Fermi level splitting (QFLS)—a measure of the internal voltage—and the external V_oc. While perovskite devices often exhibit low non-radiative recombination and excellent QFLS, the externally measured V_oc can still fall significantly short. Starting with a generalized model initially developed for silicon photovoltaics, we examine how factors like energy misalignment, transport imbalance, and ion accumulation can cause this mismatch. The study helps explain phenomena like light soaking and aging-related V_oc loss, and points to concrete design improvements for minimizing this voltage gap.
The thesis also explores how interface design and material composition influence the ionic behavior. Through simulations and collaborative studies, we demonstrate that poorly aligned energy levels at charge transport interfaces can promote ion redistribution, resulting in phase segregation and accelerated degradation. In contrast, optimized interfaces, such as those with matched valence band energies, can help in suppressing these effects. We also find that incorporating rubidium iodide into Sn–Pb perovskites can reduce hysteresis and recombination losses, resulting in improved operational stability in narrow-bandgap devices.
Altogether, this thesis advances the understanding of ionic behaviour in PSCs by introducing and validating the fast hysteresis technique and applying it to a range of relevant device architectures. It offers new perspectives for interface design, measurement protocols, and materials engineering. In the future, tailoring ionic behavior through composition and contact engineering will be key to achieving stable, high-efficiency perovskite photovoltaics ready for commercial deployment.Perowskit-Solarzellen (PSCs) haben sich als vielversprechende Photovoltaiktechnologie der dritten Generation etabliert. Sie verbinden hohe Wirkungsgrade mit lösungsbasierter Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen und eröffnen das Potenzial für leichte und flexible Bauteile. Diese Eigenschaften gehen maßgeblich auf den besonderen ionischen Charakter der Perowskitmaterialien zurück, der eine ungewöhnlich hohe Defekttoleranz ermöglicht. Zugleich führt genau diese Eigenschaft zu Herausforderungen: Unter Licht und elektrischem Bias können mobile Ionen in der Perowskitschicht migrieren, interne elektrische Felder verändern und dadurch Instabilitäten verursachen. Ziel dieser Arbeit ist es, zu verstehen, wie Ionentransport die Geräteperformance und die Langzeitstabilität in Einzelzellen und Tandem-Perowskit-Solarzellen beeinflusst.
Im Zentrum der Arbeit stehen die Quantifizierung ionischer Verluste (absolute Effizienzverluste) und deren zeitliche Entwicklung unter Betriebsbedingungen – sowohl für Einzelzellen als auch für Tandemzellen. Für Einzelzellen zeigen wir, dass Leistungsverlust primär durch interne Feldabschirmung infolge der Anreicherung mobiler Ionen an den Grenzflächen der Perowskitschicht verursacht wird. Diese ionischen Effekte äußern sich besonders in einem reduzierten Photostrom (J_SC) und werden durch schnelle J-V-Messungen („Fast-Hysteresis“, FH) deutlich. Zudem zeigen wir, dass sich die Qualität von Volumen und Grenzflächen während der Alterung nicht verändert, während die Leerlaufspannung (V_OC) zusammen mit J_SC abnimmt – bedingt durch einen Anstieg der Dichte mobiler Ionen. Die zweite Studie überträgt diesen Ansatz auf Tandemzellen und vergleicht Silizium/Perowskit- mit All-Perowskit-Tandems. Durch die Kombination geschwindigkeitsabhängiger J-V-Messungen mit Drift-Diffusions-Simulationen zeigen wir, dass mobile Ionen in Si/Perowskit-Tandems bei hohen Scangeschwindigkeiten (400 V s^−1) ausgeprägtere Hysterese hervorrufen als in All-Perowskit-Tandems. Subzell-selektive FH-Messungen an All-Perowskit-Tandems belegen, dass der Großteil der ionischen Verluste aus der Weitbandlücken-Topzelle stammt, wahrscheinlich im Zusammenhang mit Halidsegregation. Zusammengenommen etablieren diese Studien mobile Ionen als zentralen Degradationspfad und leiten Strategien für gezielte Stabilitätsverbesserungen in Einzel- und Tandemarchitekturen ab.
Aufbauend auf früheren Befunden, dass physikalische Grenzflächen und die Perowskit-Volumenstruktur während der Alterung weitgehend stabil bleiben, untersucht die dritte Studie, warum die Leerlaufspannung (V_OC) dennoch sinkt. Im Fokus steht die Diskrepanz zwischen der Quasi-Fermi-Niveau-Spaltung (QFLS) – einem Maß für die interne Spannung – und der extern gemessenen V_OC. Obwohl Perowskitbauteile oft geringe nicht-strahlende Rekombination und exzellente QFLS zeigen, kann die gemessene V_OC deutlich darunter liegen. Ausgehend von einem verallgemeinerten Modell, das ursprünglich für Silizium-PV entwickelt wurde, analysieren wir, wie Faktoren wie Energie-Fehlanpassung, Transportungleichgewicht und Ionenakkumulation diese Diskrepanz verursachen können. Die Studie liefert Erklärungen für Phänomene wie „Light Soaking“ (Licht-Vorbehandlung) und alterungsbedingte V_OC-Verluste und weist auf konkrete Designverbesserungen hin, um diese Spannungslücke zu minimieren.
Weiterhin wird untersucht, wie Grenzflächendesign und Materialzusammensetzung das ionische Verhalten beeinflussen. Simulationen und kooperative Studien zeigen, dass schlecht abgestimmte Energieniveaus an Ladungstransport-Grenzflächen die Ionenumverteilung begünstigen, was zu Phasensegregation und beschleunigter Degradation führen kann. Im Gegensatz dazu können optimierte Grenzflächen – etwa mit angepassten Valenzbandenergien – diese Effekte unterdrücken. Zudem zeigt die Einbringung von Rubidiumiodid in Sn–Pb-Perowskite, dass sich Hysterese und Rekombinationsverluste verringern lassen, was die Betriebsstabilität in schmalbandigen Bauteilen verbessert.
Insgesamt vertieft diese Arbeit das Verständnis des ionischen Verhaltens in PSCs, indem sie die Fast-Hysteresis-Technik einführt, validiert und auf verschiedene relevante Gerätearchitekturen anwendet. Sie eröffnet neue Perspektiven für Grenzflächendesign, Messprotokolle und Materialentwicklung. Zukünftig wird die gezielte Steuerung des ionischen Verhaltens durch Zusammensetzung und Kontakt-Engineering entscheidend sein, um stabile, hocheffiziente Perowskit-Photovoltaik für den industriellen Einsatz zu realisieren
Die Rolle der GPER1/PKA/Centrin-Achse für die Integrität des Zentrosoms in menschlichen Darmkrebszellen
No full textCentrosome defects are a common occurrence in many cancer types, including colorectal cancer. The mechanisms behind them, however, are poorly understood. In this study we could uncover a signaling axis following the activation of the alternative G-protein coupled estrogen receptor (GPER1) resulting in centrosome defects in human colon cancer cells. Furthermore, our results identified Protein kinase A (PKA) to be a key player in this signaling cascade not only responsible for the formation of extra centrosomes but also structural centriole defects in response to GPER1 activation. Our findings demonstrate that the activation of GPER1 results in the amplification of centrosomes as well as in the development of enlarged centrin labeled centrioles and their abnormal phosphorylation in a PKA dependent manner. Activation of GPER1 leads to the activation of adenylyl cyclase, dependent on Gαs, triggering the subsequent activation of PKA. Through the A kinase anchoring protein-450, PKA is recruited to the centrosome. There, PKA is responsible for the abnormal phosphorylation of a subset of enlarged centrin labeled centrioles at serine 170 in non-mitotic cells. Our data provides evidence for a GPER1/PKA/centrin axis regulating centrosome numbers and centriole integrity in human colon cancer cells. These findings provide crucial insight into the mechanisms involved in the development of centrosome defects in colorectal cancer cells, promoting our understanding of centrosome abnormalities in tumor progression.Defekte an den Zentrosomen sind bei vielen Krebsarten, auch bei Darmkrebs, häufig anzutreffen. Die Mechanismen, die dahinter stehen, sind jedoch nur unzureichend bekannt. In dieser Studie konnten wir eine Signalkaskade aufdecken, die auf die Aktivierung des alternativen G-Protein-gekoppelten Östrogenrezeptors (GPER1) folgt und zu Zentrosomendefekten in menschlichen Dickdarmkrebszellen führt. Darüber hinaus identifizierten unsere Ergebnisse die Proteinkinase A (PKA) als Schlüsselakteur in dieser Signalkaskade, die nicht nur für die Bildung zusätzlicher Zentrosomen, sondern auch für strukturelle Zentriolendefekte als Reaktion auf die GPER1-Aktivierung verantwortlich ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Aktivierung von GPER1 zur Vergrößerung von Zentrosomen sowie zur Entwicklung vergrößerter Zentriolen mit Zentrin-Markierung und deren abnormaler Phosphorylierung in einer PKA-abhängigen Weise führt. Die Aktivierung von GPER1 führt zur Aktivierung der Adenylylzyklase, die von Gαs abhängig ist, und löst die anschließende Aktivierung von PKA aus. Über das A-Kinase-Ankerprotein-450 wird PKA an das Zentrosom rekrutiert. Dort ist PKA für die abnorme Phosphorylierung einer Untergruppe von vergrößerten, mit Centrin markierten Zentriolen an Serin 170 in nicht-mitotischen Zellen verantwortlich. Unsere Daten liefern Beweise für eine GPER1/PKA/Centrin-Achse, die die Anzahl der Zentrosomen und die Integrität der Zentriolen in menschlichen Darmkrebszellen reguliert. Diese Ergebnisse geben entscheidende Einblicke in die Mechanismen, die an der Entstehung von Zentrosomdefekten in Darmkrebszellen beteiligt sind, und fördern unser Verständnis von Zentrosom-Anomalien bei der Tumorprogression
DeutschGPT – Deutschunterricht im Dialog mit Künstlicher Intelligenz
No full textGroße generative Sprachmodelle (LLMs) haben die Exotik der Anfangstage verloren. Sie sind längst Alltag geworden, auch im Lehren und Lernen. In dieser neuen Phase des sprach- und literaturdidaktischen Umgangs mit ChatGPT & Co. muss sich der Deutschunterricht in Theorie und Praxis neuen Fragen stellen: Wie funktioniert KI und was ist von dieser Technik in Zukunft noch zu erwarten? Wie wirkt sich die Verwendung von KI auf den sprachlichen Kompetenzerwerb aus? Wie gehen Schüler:innen mit digitalen Textgeneratoren um und welche Konsequenzen hat das für ihre Bildungsgeschichte? Wie lässt sich KI sinnvoll in den Deutschunterricht integrieren? Wo liegen Risiken, wo Chancen für die Gestaltung der Schule von morgen? Diesen und anderen Fragen gehen die Beiträge des Bandes nach. Sie präsentieren zudem eine Auswahl aktueller Forschungsprojekte rund um den Einsatz von KI im Deutschunterricht. Der Band bildet somit den gegenwärtigen Forschungsstand zum Thema Deutschunterricht und KI in seiner ganzen Breite ab.Large generative language models (LLMs) have lost the exoticism of their early days. They have long since become part of everyday life, including in teaching and learning. In this new phase of linguistic and literary didactics dealing with ChatGPT and similar tools, German language education must confront new theoretical and practical questions: How does AI work, and what can we expect from this technology in the future? How does the use of AI affect the acquisition of language skills? How do students interact with digital text generators, and what consequences does this have for their educational development? How can AI be meaningfully integrated into German language teaching? Where do the risks lie, and where are the opportunities for shaping the school of tomorrow? The contributions in this volume explore these and other questions. They also present a selection of current research projects related to the use of AI in German language education. As such, the volume provides a comprehensive overview of the current state of research on the topic of German language teaching and AI
Eugenol-based vitrimers
No full textDie vorliegende Dissertation thematisiert die Synthesen von Vitrimeren unter der Verwendung eines biobasierten Diepoxids.
Ausgangspunkt der Untersuchungen ist die Monomersynthese eines Eugenol-basierten Diepoxids, welches über eine zweistufige Synthese dargestellt wird. Die im Epoxidierungsschritt auftretenden Schwierigkeiten werden systematisch ergründet, wobei Nebenreaktionen als Ursache identifiziert werden können. Aufgrund der für die Epoxidierung eingesetzten Peroxycarbonsäure kommt es zu einer Fragmentierung des Zielprodukts, wodurch Ausbeuten und Umsetzungsgrade stark negativ beeinflusst werden. Eine kinetische Betrachtung und Modellierung der Epoxidierungsreaktion unterstreicht die Relevanz der Nebenreaktionen.
Als Lösungsansatz wird ein Strategiewechsel zu einer enzymatisch basierten Epoxidierung entwickelt, bei dem die zuvor beobachteten Nebenreaktionen in einem reduzierteren Maß auftreten, sodass Ausbeute und Umsatz der Reaktion verbessert werden. Eine Bewertung beider Strategien anhand des Konzepts der ‚Grünen Chemie‘ sowie eine Lebenszyklusanalyse zeigen zudem, dass der Wechsel zur enzymatischen Reaktion eine deutlich nachhaltigere Prozessführung ermöglicht.
Das synthetisierte Diepoxid wird über zwei Strategien zu den angestrebten Vitrimeren (kovalent adaptierbare Polymernetzwerke) umgesetzt: (1) über die Polymerisation mit Aminen und Acetoacetaten zu einem dynamischen vinylogen Urethan und (2) über die Polymerisation mit Disäuren zu dynamischen Polyesternetzwerken. Beide Strategien verlaufen synthetisch erfolgreich; der Schwerpunkt der Charakterisierung liegt jedoch im Wesentlichen auf den vinylogen Urethanen.
Neben guten thermischen Eigenschaften (stabil bis 200 °C, Erweichung bei ca. 60 °C) zeigt das vinyloge Urethan eine schnelle Austauschdynamik, aus der eine gute Wiederverarbeitbarkeit resultiert.
Darüber hinaus wird der Einfluss definierter Monomerverunreinigungen auf die Netzwerkeigenschaften des vinylogen Urethans untersucht. Die Verunreinigungen führen zu Veränderungen der Glasübergangstemperatur sowie des Quellverhaltens, wobei die experimentellen Beobachtungen gut mit den theoretischen Vorüberlegungen übereinstimmen. Hinsichtlich des dynamischen Verhaltens zeigt sich eine gute Robustheit der Materialien bis zu einem Verunreinigungsgrad von etwa 23 %, bevor beschleunigende Effekte das dynamische Verhalten dominieren.The present dissertation addresses the synthesis of vitrimers using a bio-based diepoxide.
The investigations are based on the monomer synthesis of an eugenol-derived diepoxide, which is prepared via a two-step synthetic route. The challenges encountered during the epoxidation step are systematically examined, revealing side reactions as the main cause. Due to the use of peroxycarboxylic acid required for the epoxidation, fragmentation of the target product occurs, leading to a significant decrease in yield and conversion. A kinetic study and modeling of the epoxidation reaction emphasize the relevance of these side reactions.
As a solution, a strategic shift toward an enzyme-catalyzed epoxidation is developed, in which the previously observed side reactions occur to a much lesser extent, resulting in improved yield and conversion. An evaluation of both synthetic strategies based on the concept of ‚Green Chemistry‘, along with a life cycle assessment, demonstrates that the enzymatic approach enables a significantly more sustainable process.
The synthesized diepoxide is subsequently converted into the desired vitrimers (covalent adaptable polymer networks) via two different routes: (1) polymerization with amines and acetoacetates to yield a dynamic vinylogous urethane, and (2) polymerization with diacids to form dynamic polyester networks. Both strategies are synthetically successful; however, the characterization is mainly focused on the vinylogous urethanes.
In addition to favorable thermal properties (stable up to 200 °C, softening at approximately 60 °C), the vinylogous urethane exhibits a fast exchange dynamic, which results in excellent reprocessability.
Furthermore, the influence of defined monomer impurities on the network properties of the vinylogous urethane is investigated. These impurities lead to changes in the glass transition temperature and swelling behavior, with the experimental observations showing good agreement with theoretical considerations. Regarding the dynamic behavior, the materials exhibit a high degree of robustness up to a monomer impurity level of about 23%, beyond which accelerating effects begin to dominate the dynamic response
Im Sog der Fiktionen
No full textDie Mondlandung wurde in Hollywood gefilmt und pädophile Satanisten verlängern ihr Leben mit Kinderblut – Verschwörungstheorien behaupten Unglaubliches. Aber was sind Verschwörungstheorien überhaupt und was geht in den Köpfen von Verschwörungstheoretiker*innen vor? David Heering bietet eine radikale philosophische Antwort auf diese Fragen an: Verschwörungstheorien sind keine Theorien, sondern Erzählungen. Sie werden nicht wirklich geglaubt, sondern als Fiktionen rezipiert und sind Auswüchse der Fantasie und nicht der Unvernunft. Diese Sichtweise ermöglicht neue Perspektiven auf die Popularität von Verschwörungstheorien sowie das Verhalten von und den Umgang mit Verschwörungstheoretiker*innen
Das Schnäppchen
No full textDieser Übungsfall1 wurde von dem Autor und der Autorin im Wintersemester 2024/2025 als Probeklausur zur Vorbereitung auf die Zwischenprüfung gestellt