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Computational Organic Chemistry: The Frontier for Understanding and Designing Bioorthogonal Cycloadditions
No full textComputational organic chemistry has become a valuable tool in the field of bioorthogonal chemistry, offering insights and aiding in the progression of this branch of chemistry. In this review, I present an overview of computational work in this field, including an exploration of both the primary computational analysis methods used and their application in the main areas of bioorthogonal chemistry: (3 + 2) and [4 + 2] cycloadditions. In the context of (3 + 2) cycloadditions, detailed studies of electronic effects have informed the evolution of cycloalkyne/1,3-dipole cycloadditions. Through computational techniques, researchers have found ways to adjust the electronic structure via hyperconjugation to enhance reactions without compromising stability. For [4 + 2] cycloadditions, methods such as distortion/interaction analysis and energy decomposition analysis have been beneficial, leading to the development of bioorthogonal reactants with improved reactivity and the creation of orthogonal reaction pairs. To conclude, I touch upon the emerging fields of cheminformatics and machine learning, which promise to play a role in future reaction discovery and optimization
Composites 2025 : Book of Abstracts : 10th ECCOMAS Thematic Conference on the Mechanical Response of Composites : 9-11 September 2025, Vienna, Austria
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Partizipative Kommunalentwicklung. Chancen und Herausforderungen transdisziplinärer Projekte
No full textMillimeter-Wave Communications Using Sub-6 GHz Out-of-Band Information
Full text linkZukünftige drahtlose Kommunikationssysteme werden ihren Betriebsfrequenzbereich von den Sub-6 GHz-Bändern auf die Millimeterwellenbänder ausweiten, um höhere Datenraten zu erreichen. Um die unterschiedlichen Ausbreitungseigenschaften der beiden Frequenzbänder zu untersuchen, ist es unerlässlich, mehrbandige Kanalmessungen durchzuführen. In dieser Dissertation werden dynamische Kanalmessungen mit einem Messaufbau durchgeführt, die einen fairen Vergleich zwischen den Sub-6 GHz-Bändern und Millimeterwellenbändern ermöglichen. Die Messungen werden in einer Innenraumumgebung bei Trägerfrequenzen von 2,55 GHz und 25,5 GHz bei Sendergeschwindigkeiten von 50 km/h und 100km/h durchgeführt. Basierend auf den erfassten Messdaten wird eine vergleichende Analyse der Mehrband-Ausbreitungseigenschaften durchgeführt. Insbesondere werden die Kanäle hinsichtlich der RMS-Verzögerungsverbreitung, des Rician-K-Faktors, der RMS-Doppler-Verbreiterung sowie der RMS-Winkel-Verbreiterung verglichen. Darüber hinaus bewertet diese Arbeit die Systemleistung in beiden Frequenzbändern hinsichtlich der erreichbaren spektralen Effizienz (SE), die aus den gemessenen Kanälen ermittelt wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede bei den Parametern im Verzögerungsbereich (RMS-Verzögerungsverbreiterung und Rician-K-Faktor) und im Winkelbereich (RMS-Winkel-Verbreiterung) relativ gering sind und sich wahrscheinlich nicht wesentlich auf das Systemdesign auswirken. Die RMS-Doppler-Verbreiterung nimmt jedoch proportional zur Trägerfrequenz und zur Sendergeschwindigkeit zu, wodurch die Kanalzustandsinformationen bei Millimeterwellenbändern viel schneller veralten. Dies führt zu einer erheblichen Leistungsbeschränkung für Millimeterwellenbänder-Systeme, die in dynamischen Szenarien betrieben werden.Diese künftigen Millimeterwellenbänder-Systeme werden die Multiple-Input- Multiple-Output-Technologie (MIMO) integrieren, um eine ausreichende Verbindungsreserve zu gewährleisten, und sollen in Verbindung mit Sub-6- GHz-Systemen eingesetzt werden. In der Regel basiert die Konfiguration einer MIMO-Kommunikationsverbindung auf der Schätzung der Kanalzustandsinformationen. Bei Millimeterwellen-Frequenzen ist diese Schätzung aufgrund des niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) vor der Strahlformung jedoch schwer zu ermitteln. Im zweiten Teil dieser Dissertation wird eine neuartige Methode zur Schätzung von Millimeterwellen-MIMO-Kanälen vorgeschlagen, bei der Außerbandinformationen aus einem Sub-6-GHz-Band genutzt werden. Die Leistung der vorgeschlagenen Methode wird zusammen mit den state-of-the-art In-Band-Methoden durch Simulationen mit Schwerpunkt auf der erreichbaren SE bewertet. Die Analyse untersucht den Einfluss von Parametern wie dem Rician-K- Faktor, dem SNR, der Anzahl der Antennen, der Geschwindigkeit, der Anzahl der Pilotsymbole und verschiedenen Anwendungsszenarien. Darüber hinaus wird die vorgeschlagene Methode in vollständig digitalen MIMO-Systemen mit niedriger Auflösung hinsichtlich Energieeffizienz (EE) und Leistungsverbrauch untersucht. Zusätzlich wird eine Analyse der Rechenkomplexität und des Trainings-Overheads bereitgestellt. Schließlich wird die Leistung der vorgeschlagenen Methode durch Kanalmessungen validiert, die sowohl in Sichtverbindungsszenarien (LOS) als auch in Nicht Sichtverbindungsszenarien (NLOS) durchgeführt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Methode die In-Band-Kanalschätzung in Bezug auf die SE übertrifft, insbesondere in Szenarien mit niedrigem SNR und hohem K-Faktor.Future wireless communication systems will extend their operating frequency range from sub-6GHz to millimeter wave (mmWave) bands to achieve higher data rates. To investigate different propagation characteristics between sub-6 GHz and mmWave bands, it is essential to conduct multi-band channel measurements. In this dissertation, dynamic channel measurements are conducted using a measurement setup that enables comparing sub-6 GHz and mmWave bands in a fair manner. Measurements are performed in an indoor environment at center frequencies of 2.55GHz and 25.5GHz and transmitter velocities of 50km/h and 100 km/h. Based on the acquired measurement data, a comparative analysis of the multi-band propagation characteristics is conducted. Specifically, the channels are compared in terms of root-mean-square (RMS) delay spread, Rician K-factor, RMS Doppler spread and RMS angular spread. Additionally, this dissertation evaluates the system performance in both frequency bands in terms of achievable spectral efficiency (SE) derived from the measured channels. The results indicate that differences in delay-domain parameters (RMS delay spread and Rician K-factor) and angular-domain parameters (RMS angular spread) are relatively minor and are unlikely to impact system design significantly. However, the RMS Doppler spread increases proportionally with carrier frequency and transmitter velocity, causing channel state information (CSI) at mmWave frequencies to become outdated much more rapidly. This imposes a substantial performance limitation for mmWave systems operating in dynamic scenarios.These forthcoming mmWave systems will integrate multiple-input multiple-output (MIMO) technology to ensure sufficient link margin and are expected to be deployed in conjunction with sub-6GHz systems. Configuring a MIMO communication link usually relies on estimating CSI, which is challenging to acquire at mmWave frequencies due to the low pre-beamforming signal-to-noise ratio (SNR). In this dissertation, a novel method is proposed for estimating mmWave MIMO channels by leveraging out-of-band information from a sub-6 GHz band. The performance of the proposed method, along with state-of-the-art in-band methods, is evaluated through simulations with a focus on achievable SE. The analysis investigates the influence of parameters such as the Rician K-factor, SNR, number of antennas, velocity, number of pilot symbols and various application scenarios. Moreover, the proposed method is investigated in fully digital low-resolution MIMO systems in terms of energy efficiency (EE) and power consumption. Additionally, an analysis of computational complexity and training overhead is also provided. Finally, the performance of the proposed method is validated through channel measurements conducted in line-of-sight (LOS) and non-line-of-sight (NLOS) scenarios. The results demonstrate that the proposed method outperforms in-band channel estimation in terms of SE, particularly in scenarios of low SNR and high K-factor
Zinnorganische Gerüstverbindungen als Katalysatoren der selektiven Epimerisierung der Saccharide
No full textElementorganische Gerüstverbindungen (EOF) sind eine junge Klasse nanoporöser Hybridmaterialien mit großem Potenzial für die heterogene Katalyse. Besonders zinnbasierte Systeme sind von Interesse, da sie an die katalytischen Eigenschaften Sn-dotierter Zeolithe anknüpfen. Die aktiven Lewis-Säuren-Zentren ermöglichen die Transformation biomassebasierter Plattformchemikalien. Ein neues Forschungsfeld ist die Umsetzung von Sacchariden, wobei Sn-organische Gerüstverbindungen (Sn-OF) eine hohe Aktivität zeigen. Anders als Zeolithe katalysieren Sn-OF jedoch bevorzugt die Epimerisierung von Aldosen statt deren Isomerisierung zu Ketosen. Diese inverse Selektivität beruht auf einem veränderten Reaktionsmechanismus, der von der spezifischen chemischen Umgebung der Sn-Zentren bestimmt wird.Die selektive Epimerisierung ermöglicht den Zugang zu seltenen Aldosen, die für die Pharma‐ und Lebensmittelindustrie von großer Bedeutung sind. Diese Arbeit konzentriert sich auf mechanistische Untersuchungen, um Struktur‐Aktivitäts‐Beziehungen zu identifizieren und die gezielte Weiterentwicklung verbesserter Katalysatoren zu unterstützen. Ein weiterer zentraler Bestandteil ist die strukturelle Aufklärung der Sn‐OFs mittels verschiedener Charakterisierungstechniken, darunter Elementaranalyse, N2 Physisorption, 1H-, 13C- und 119Sn MAS NMR, EXAFS, XANES, IR‐Spektroskopie und REM. Die Charakterisierung der synthetisierten Sn-OFs zeigt, dass die aktiven Sn‐Zentren für die Epimerisierung in Form von binuklearen (Ar3Sn)2O‐Spezies sowie mononuklearen aromatischen Ar4Sn‐Einheiten vorliegen, wobei Ar für einen aromatischen Linker steht.Darüber hinaus wird die präparative Katalyse optimiert, um die effiziente Herstellung seltener Aldosen wie D‐Talose, L‐Quinovose und L‐Ribose zu ermöglichen, mit Selektivitäten von 67-95% und Ausbeuten von 14-22%. Diese Arbeit untersucht außerdem die Produktabtrennung mittels Adsorption, mit Schwerpunkt auf der Entwicklung von Materialien mit hoher Affinität zu den Zielverbindungen, darunter CaY‐Zeolith und borhaltige Polymere.Element-organic framework compounds (EOFs) represent a young class of nanoporous hybrid materials with significant potential in heterogeneous catalysis. Tin‐based systems are of particular interest because they resemble the catalytic properties of Sn‐doped zeolites. Their active Lewis‐acidic sites enable the transformation of biomass‐derived platform chemicals. A new research domain focuses on the conversion of saccharides, where tin‐organic framework compounds (Sn‐OFs) exhibit high activity. Unlike zeolites, Sn‐OFs preferentially catalyze the epimerization of aldoses rather than their isomerization to ketoses. Selective epimerization provides access to rare aldoses, which are important for the pharmaceutical and food industries. This work focuses on mechanistic studies aimed at identifying structure-activity relationships and guiding the targeted development of improved catalysts. Another key aspect of this work is the structural elucidation of Sn-OFs using various characterization techniques, including elemental analysis, low-temperature N2 physisorption, 1H, 13C, and 119Sn MAS NMR, EXAFS, XANES, IR spectroscopy, and SEM. Characterization of the synthesized Sn-OFs revealed active Sn sites for the epimerization in form of binuclear (Ar3Sn)2O and mononuclear aromatic Ar4Sn, where Ar designates an aromatic linker. In addition, preparative catalysis is optimized to enable the efficient production of rare aldoses such as D-talose, L-quinovose, and L-ribose, with selectivities of 67-95% and yields of 14-22%.This work also examines product separation by adsorption, with a focus on designing materials that exhibit strong affinity for the target compounds, such as CaY zeolite and boronic acid polymers
Legal Framework and Urban Reality - An Examination of Short-term Rental Regulation in the Cities of Vienna and Salzburg
No full textDie Arbeit untersucht die Regulierung von Kurzzeitvermietungen in den Städten Wien und Salzburg. Ausgangspunkt ist die zunehmende Bedeutung plattformbasierter Vermietungen und deren Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Wohnraum, die Mietpreisentwicklung sowie die städtische Planung. Ziel der Untersuchung ist es, die rechtlichen und administrativen Rahmenbedingungen beider Städte zu analysieren und Unterschiede in der Ausgestaltung und Umsetzung der Regulierungen aufzuzeigen. Methodisch folgt die Arbeit einem qualitativ-deduktiven Ansatz, der eine vergleichende Analyse der rechtlichen Grundlagen mit einer Untersuchung der Verwaltungs- und Vollzugspraxis verbindet. Grundlage bilden Dokumentenanalysen und halbstrukturierte Expert:innen-Interviews mit Vertreter:innen der zuständigen Behörden.Die Ergebnisse zeigen, dass beide Städte über umfassende rechtliche Grundlagen sowie erste organisatorische und personelle Strukturen verfügen, die Umsetzung jedoch aufgrund komplexer Kontrollmechanismen, fragmentierter Rechtsprechung mit Interpretationsspielraum und fehlender Datengrundlagen eine Herausforderung darstellt. Gleichwohl zeigt sich, dass beide Städte über das notwendige Wissen und teilweise über selbstentwickelte Instrumente verfügen, um den Vollzug zu steuern, Synergien und überregionale Lerneffekte bislang jedoch unzureichend genutzt werden. Damit wird deutlich, dass der rechtliche Rahmen zwar eine wesentliche Grundlage bildet, seine Wirksamkeit jedoch erst im Zusammenspiel mit klarer Judikatur, konsequentem Vollzug, belastbaren Datengrundlagen und der fortlaufenden Anpassung an Lerneffekte anderer Regulierungsstrategien entfaltet – und sich erst dadurch in einer wirksamen städtischen Realität abbilden lässt.This study examines the regulation of short-term rentals in the cities of Vienna and Salzburg. The starting point is the increasing importance of platform-based rentals and their impact on the availability of housing, rent trends and urban planning. The aim of the study is to analyse the legal and administrative framework conditions in both cities and to highlight differences in the design and implementation of regulations. Methodologically, the study follows a qualitative-deductive approach that combines a comparative analysis of the legal bases with an examination of administrative and enforcement practices. It is based on document analyses and semi-structured expert interviews with representatives of the relevant authorities.The results show that both cities have comprehensive legal frameworks and initial organisational and personnel structures in place, but implementation is challenging due to complex control mechanisms, fragmented case law with room for interpretation, and a lack of data. Nevertheless, it is clear that both cities have the necessary knowledge and, in some cases, self-developed instruments to manage enforcement, but that synergies and supra-regional learning effects have not been sufficiently exploited to date. This makes it clear that although the legal framework forms an essential basis, its effectiveness only unfolds in conjunction with clear case law, consistent enforcement, a reliable data basis and ongoing adaptation to learning effects from other regulatory strategies – and only then can it be reflected in an effective urban reality
Two Waterfronts Two Squares - Ingolstadt and Vienna (Zwei Ufer Zwei Plätze - Ingolstadt und Wien)
No full textIngolstadt und Wien folgen trotz deutlich unterschiedlichen Größenordnungen einer überraschend ähnlichen urbanen Typologie:Beide entwickelten ihre heutige Form als ehemalige Militärstädte, geprägt durch das Glacis-System, mit einer um einen zentralen Kern angeordneten Ringstruktur, teils gebildet von der Donau und ihren Nebenflüssen. Diese formale Verwandtschaft macht sie zu idealen Objekten für eine vergleichende Untersuchung,wobei sich bei genauerer Betrachtung zeigt,dass ihre räumlichen Strategien entlang des Glacis – insbesondere in Bezug auf den Fluss –trotz typologischer Ähnlichkeiten grundlegendkonträr sind.Ingolstadts naturbelassenere Flusslandschaft wird durch vielfältige öffentliche Programme unterstützt, ist jedoch infrastrukturell nicht ausreichend mit dem Stadtkern verknüpft. Das entsprechende Gebiet rund um den Donaukanal in Wien hingegen ist infrastrukturell integriert,programmatisch jedoch monoton und primär konsumorientierten Nutzungen und Infrastrukturen vorbehalten. Aus diesen invertierten Bedingungen ergibt sich der konzeptuelle Rahmen für einen dualen Eingriff entlang der jeweiligen Uferzonen.Eine photo- sowie kartographische Analyse dieser gespiegelten Bedingungen resultiert in einem dualen Entwurf zweier öffentlicher Plätze innerhalb ihres Kontexts: In Ingolstadt schafft der neue „Donauplatz“ Raum entlang des Glacis und fungiert als eine infrastrukturelle Neuausrichtung, die eine Lücke in der räumlichen Kontinuität zwischen Stadt und Fluss in einem Bereich füllt, der zuvor vom Verkehr dominiert war. In Wien hingegen passt die Umgestaltung des "Schwedenplatzes" einen bestehenden Raum, der bereits Teil dieser Kontinuität ist, auf seine Rolle darin als Tor zur Stadt an, indem aus einem liminalen Raum ein städtischer Platz wird, der Raum für eine Vielzahl an Veranstaltungen entlang der Uferzone bietet. Jede Intervention wird somit zum Spiegelbild der anderen, im Sinne von Kontext, Konstruktion und Kontinuität.Ziel ist es nicht, zu vereinheitlichen oder zu homogenisieren und dabei den Fluss als bloße Kulisse zu verstehen, sondern den Raum als Bühne des städtischen Lebens neu zu denken –jeweils spezifisch für den Ort. Damit advokiert das Projekt für präzise architektonische Gesten als Antwort auf existierende Bedingungen - statt tabula-rasaartiger Masterpäne - zur Neugestaltung der Beziehung der Stadt zu ihrem Fluss.Ingolstadt and Vienna, though vastly different in scale, share a surprisingly similar urban typology:Both evolved into their current state as formermilitary cities shaped by the Glacis system, structured around a central core encircled by a ring formed in part by the Danube and its tributaries. This initial resemblance makes them ideal counterparts for a comparative study, as a closer examination reveals that their spatial strategies along the Glacis - especially in relation to the river - are fundamentally contrariandespite shared typologies.Ingolstadt's more natural riverscape is supported by awide range of public programming, but lacks sufficient infrastructural connections to the urban core, whereas the correlating area around Vienna's Danube Canal is infrastructurally integrated, but programmatically narrow, largely dominated by consumption-oriented uses and infrastructure. This inversion of conditions provides the framework for a dual intervention along each city's respective waterfront.A photo- and cartographic analysis of these mirrored conditions results in the dual design of two public squares, each tailored to their context: In Ingolstadt,the new "Donauplatz" carves out a space from the Glacisto serve as an infrastructural re-orientation,repairing the spatial continuity between city and river in an area previously dominated by traffic. In Vienna,by contrast, the existing "Schwedenplatz" - a space already embedded within this continuity - is redesigned to better fulfill its role as a gateway to the innercity by turning a liminal space into a public square that hosts diverse events along the waterfront.Thus, each intervention becomes a reflection of the other in context, construction and continuity.The aim is not to unify or homogenize, but to reimagine the river and its area within the city not as a backdrop, but as a stage for civic life - unique to each city. In doing so, the project advocates for precise architectural gestures in response to existing conditions - instead of tabula-rasa masterplans - to redefine the city's relationship to its river
Faithfulness of Natural Language Explanations for Vision Language Models: An Automated Test Framework
Full text linkNatural-language explanations (NLEs) produced by vision-language models (VLMs) are often treated as indicators of transparency, yet their faithfulness, i.e., whether they truly reflect the factors driving model decisions, remains largely unexamined. This thesis introduces a counterfactual, intervention-based framework for evaluating explanation faithfulness in multimodal settings, extending prior text-only approaches to object-level image interventions. We derive two metrics, the visual counterfactual test (vCT) and the visual correlational counterfactual test (vCCT), and support scalable evaluation through an automated pipeline that generates high-quality counterfactual image pairs via semantic object removal. Applying this framework to seven state-of-the-art VLMs on SNLI-VE, we find that explanations are often but not always faithful. While faithfulness scores are generally high, unfaithful cases are consistently observed. Moreover, the choice of prompting strategy has an impact, with predict then explain prompting yielding more faithful explanations than explain then predict. These findings highlight both the promise and the limitations of current VLM explanations and emphasize the need for rigorous faithfulness evaluation before relying on them in high-stakes applications