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Aircraft Wastewater as a Lens On Global Pathogen Spread: Matrix-Induced Challenges and Workflow Optimization for SARS-CoV-2 RNA Detection and Sequencing
No full textAircraft wastewater (AWW) surveillance emerged as a promising tool to monitor transboundary pathogen introduction during the COVID-19 pandemic. Reliable viral RNA detection and sequencing are essential for wastewater-based epidemiology, yet systematic evaluation of AWW processing methods remains limited. This study assessed the impact of disinfectant on SARS-CoV-2 RNA recovery and developed an optimized workflow to maximize RNA yield and quality for PCR-based quantification and sequencing. Even low concentrations of disinfectant (Aeroclean-T-600) caused substantial RNA loss in municipal wastewater (e.g., half-life of 1.1 h at 0.25%), underscoring the need for cautious data interpretation. However, high SARS-CoV-2 RNA positivity rates in this study (72%) and elsewhere suggest that sample matrix effects and different disinfectant chemistry might mitigate degradation in AWW. A comparative evaluation of enrichment methods across all AWW fractions identified the liquid fraction (supernatant) as the most effective, with sample dilution further enhancing recovery and sequencing quality. Inhibitor trap treatment additionally improved recovery for some protocols but not sequencing outcomes, while DNase treatment reduced the performance in our hands. Optimizing sequencing protocols enhanced genome coverage and variant detection, supporting robust monitoring of SARS-CoV-2 diversity. Overall, the established workflow enabled sensitive, reproducible SARS-CoV-2 surveillance in the AWW, strengthening early warning capacities for cross-border public health threats
Pushing the Limits of PIN Photodiode Direct Detection: Integrate-and-Dump Receivers With CDS Equalization Closing the Gap to the Quantum Limit to 13.9 dB
No full textIntrinsic Losses in Silicon, Polycrystalline Diamond, and Silicon Carbide MEMS Resonators
Full text linkSeit ihrem Start in den frühen 1960er Jahren hat sich die Microsystemtechnik zu einem außergewöhnlich erfolgreichen Bereich der Wissenschaft und Technik entwickelt. Unzählige bahnbrechende Entdeckungen haben den Weg für den heutigen Multimilliarden-Dollar-Markt geebnet, der durch mikroelektromechanische Systeme (MEMS) weltweit angetrieben wird. Neben dem piezoresistiven Effekt, der hauptsächlich für Bauteildesigns im niederfrequenten Bereich ohne Resonanz (z.B. Drucksensoren) zum Einsatz kommt, sind aktiv getriebene Systeme, die die Eigenfrequenzen der MEMS-Strukturen nutzen, von Interesse und Teil einer großen Bandbreite an Sensorsystemen und signalverarbeitenden Technologien. Silizium, ein etabliertes Basismaterial in der Halbleiterindustrie, ist dank der Errungenschaften der CMOS-Mikroelektronik auch in der MEMS-Industrie weit verbreitet. Dennoch gibt es Hochtemperaturanwendungen und solche unter herausfordernden Bedingungen bei denen Silizium an seine Grenzen stößt und andere Materialien, wie z.B. Siliziumkarbid und Diamant als vielversprechende Alternativen in Betracht gezogen werden. Polykristalline Materialien innerhalb dieser Halbleiter kombinieren herausragende mechanische, chemische und elektrische Eigenschaften mit hoher Kompatibilität zu Silizium-Substraten. Diese Arbeit fokussiert sich auf polykristalline Siliziumkarbid- und Diamant-Dünnschichten zur Anwendung als resonante MEMS-Bauteile. Durch die Verwendung maßgeschneiderter Herstellungsprozesse werden MEMS-Resonatoren aus polykristallinen Siliziumkarbid- und Diamant-Schichten auf Siliziumsubstraten hergestellt und ihre Schwingungseigenschaften, insbesondere die Resonanzfrequenz und der Gütefaktor (Q-Faktor), bei Frequenzen bis zu 1 MHz untersucht. Die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der Materialien werden ausgenutzt, um möglichst hohe Gütefakturen für Anwendungen, z.B. als Taktgeber, zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen, untersucht diese Arbeit die Möglichkeiten einer automatisierten optischen Charakterisierung der statischen und dynamischen Eigenschaften von MEMS-Resonatoren. Ein optischer Ansatz basierend auf Weißlichtinterferometrie (WLI) und Laser-Doppler-Vibrometrie (LDV) wird entwickelt, um die lokalen Schichtdicken- und Stresswerte sowie die Resonanzfrequenzen und die Gütefaktoren zu bestimmen und damit statische und dynamische Bauteileigenschaften zu verbinden. Durch die Untersuchung verschiedener Resonanzmoden werden die Energieverluste in den Resonatoren ermittelt. Zudem wird die automatisierte Vermessung von hunderten Resonatoren mit tausenden and Resonanzmoden auf einem einzelnen 4-zoll Wafer für die Entwicklung der design-dependent Q-factor spectroscopy (DDQS) verwendet. Bei der DDQS wird die Breite der untersuchten einseitig geklemmten plattenförmigen MEMS-Resonatoren variiert, was dazu führt, dass sich die Resonanzmoden im Frequenzspektrum auffächern und Rückschlüsse auf moden- und frequenzabhängige Verlustmechanismen ermöglichen. Durch begleitende analytische und numerische Simulationen kann eine Landkarte der dominierenden Verlustmechanismen im Frequenzspektrum erstellt werden. Darüber hinaus wird die DDQS angewendet, um die Einflüsse der Oberflächenoxidation in monokristallinen Siliziumresonatoren, der Oberflächenreibungsverluste in nicht-Diamantbindungen in polykristallinen Diamantresonatoren und der Reibungsverluste in dotierten polykristallinen Siliziumkarbidresonatoren zu untersuchen. Alles in allem streicht diese Arbeit die Notwendigkeit von statistischen Analysen einer großen Zahl von MEMS-Resonatoren hervor, um dominierende Verlustmechanismen zu identifizieren und dadurch ein verbessertes Verständnis der Dünnfilmeigenschaften und des MEMS-Bauteildesigns für die Resonatorperformance zu ermöglichen.Starting in the early 1960s, microsystem technology evolved into an extraordinarily successful field of science and industry, thanks to its numerous groundbreaking discoveries, which paved the way for today's multi-billion-dollar market, driven by microelectromechanical systems (MEMS) worldwide. Besides the piezoresistive effect, used mainly within off-resonance, low-frequency device designs (e.g., pressure sensors), actively driven systems utilizing the eigenfrequencies of MEMS structures are of great interest and part of a wide range of sensor systems and signal-processing technologies. Silicon is a well-established base material in the semiconductor industry; therefore, it is widely used within the MEMS industry, thanks to the achievements of CMOS microelectronics. However, there are high-temperature or harsh environment applications where silicon reaches its limitations, and other materials, e.g., silicon carbide and diamond, have emerged as promising alternatives. Polycrystalline materials within these semiconductors combine both the outstanding physical, chemical, and electrical properties with the good compatibility with silicon substrates. This work focuses on polycrystalline silicon carbide and diamond thin films for the application of resonant MEMS devices. Due to tailored integration process steps, flexural MEMS resonators are fabricated on silicon substrates from polycrystalline silicon carbide and diamond device layers, and their vibrational properties, especially resonance frequency and quality factor (Q-factor), are studied up to frequencies of 1 MHz. Furthermore, the exceptional mechanical properties of the materials are utilized, aiming for the highest possible quality factors for applications in e.g., timing devices. To achieve this goal, this work investigates the opportunities of an automated approach to optically characterize the static and dynamic properties of MEMS resonators. An optical approach based on white light interferometry (WLI) and laser Doppler vibrometry (LDV) is developed to screen local device layer thickness and stress values, as well as resonance frequency and quality factor, thereby combining information on both static and vibrational device properties. Investigating several different mode shapes enables to study energy losses in the resonators. Furthermore, the automated approach, applied to hundreds of resonators with thousands of resonance modes on one single 4-inch wafer, is utilized in the novel technique of design-dependent Q-factor spectroscopy (DDQS). The width of the studied single-side clamped plate-shaped (SSCP) MEMS resonators is varied within the DDQS, resulting in resonance modes spread across a wide frequency range, which enables the study of mode shape and frequency-dependent loss mechanisms. From accompanying analytical and numerical simulations, it is possible to draw a map of dominating loss mechanisms in the frequency spectrum. Even more, the DDQS is applied to investigate the influences of surface oxidation in monocrystalline silicon resonators, surface friction losses in non-diamond bonds in polycrystalline diamond resonators, and bulk friction losses in doped polycrystalline silicon carbide resonators. All in all, this work highlights the need for statistical analysis of a large number of MEMS resonator devices, enabling the identification of dominant loss contributions, thus paving the way to an improved understanding of thin film properties as well as MEMS device designs on resonator performance
Rona Aisyah Nugraheni
No full textEra industri telah berkembang pesat sejalan dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat. Pembaruan industri tentu akan menghasilkan produk baru dalam bentuk sisa yang nantinya akan dibuang ke alam sekitar. Sebagai contoh tempat pembuangan limbah industri pada Sungai Bengawan Solo yang mengandung jenis logam berat bewarna hitam (Pb). Cara dalam pembuatan sisa antara lain dengan proses adsorpsi dari sekam debu tanaman alang-alang (imperata cylindrica). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan penyerapan serbuk batang alang-alang dalam menurunkan kadar logam berat Pb dalam penampung air buatan yang dilakukan dengan proses berkelanjutan. Percobaan menggunakan 20 ml Pb(NO3)2100ml / g dan dengan variabel waktu 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 jam. Dalam percobaan, hasilnya adalah adsorpsi tertinggi terjadi pada 2,5 jam dengan kapasitas adsorpsi 3,1490 mg/g
Image-Based Iterative Active Error Compensation for Polygon Mirror-Based Scanning Systems
No full textThis article deals with the correction of cross-scan errors in polygon mirror (PM)-based laser scanning systems by active error compensation (AEC) using a fast-steering mirror (FSM). However, AEC is susceptible to sensor noncollocation errors since the FSM is typically controlled via an internal angular sensor. This sensor error can be evaluated by position measurements of the scanning laser, but these measurements are not always feasible due to the inherent duty cycle of PM-based scanning systems. Image-based iterative AEC (II-AEC) is proposed to use partial measurements to address the sensor noncollocation error, thereby improving the precision of PM-based scanning systems. II-AEC consists of a cascade structure where the inner loop employs iterative learning control for the FSM using the internal sensor, and the outer loop iterates the inner loop reference based on the laser positions measured by a complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) sensor. II-AEC has been implemented and evaluated on a PM-based stereolithography apparatus, resulting in a 40-fold printing precision improvement compared to the uncompensated apparatus
„Eine richtige Architektin“: Emilie Winkelmann und ihre Bauten für berufstätige Frauen in Berlin und Potsdam
No full textEmilie Winkelmann (1875–1951) was the first woman to open an architectural practice in the German Reich. Realised at a time crucial for the professional establishment of women, her work sheds light on built manifestations of emancipatory efforts. Contacts with the bourgeois women’s movement in Berlin made possible commissions with which Winkelmann was able to turn her attention to new building types that involved housing for single women across the generations. Just before World War I, she created the “Haus in der Sonne” (1913 –1914), a residential facility for female pensioners in Potsdam-Babelsberg. Shortly afterwards, a dormitory for female students, the Victoria-Studienhaus (1914 –1915), was built according to her plans in Berlin-Charlottenburg in close vicinity to the Technical University. Both buildings, that are the focus of this chapter, demonstrate consequences of the liberalisation of the educational and professional system
Messergebnisse 2025 : Climate Ready Schools
No full textDieser Bericht präsentiert die Ergebnisse der hygrothermischen Messungen, die im Zeitraum von Mai bis September 2025 am Don Bosco Gymnasium Unterwaltersdorf sowie am Camillo Sitte Bautechnikum Wien durchgeführt wurden. Ziel der Untersuchung war es, die thermische Behaglichkeit in Klassenräumen zu bewerten und die Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen gegen sommerliche Überhitzung zu analysieren.
Die Datenerhebung erfolgte über Innenraum-Sensoren zur Messung von Lufttemperatur und relativer Feuchte sowie durch Außenstationen an verschiedenen Standorten. Parallel dazu führten Schüler:innen Protokolle über ihr subjektives Empfinden und dokumentierten Maßnahmen wie Fensterlüftung oder die Nutzung von Sonnenschutz.
Während im Mai die Werte überwiegend im behaglichen Bereich lagen, stieg die Belastung im Juni massiv an. Insbesondere Klassen mit Süd-Südwest-Exposition (wie die 3Bhbt am Camillo Sitte Bautechnikum) wiesen extreme Temperaturspitzen auf und überschritten den ermittelten Unbehaglichkeits-Schwellenwert von 25,8 °C an bis zu 5,5 Stunden pro Schultag.
Das Öffnen von Fenstern erwies sich als die häufigste, aber oft nicht nachhaltige Maßnahme. Ein effektiver Luftwechsel zur Temperaturabsenkung (bis zu 4 °C) gelang nur bei ausreichendem Winddruck; ohne Durchzug stieg die Temperatur aufgrund interner Lasten (Schüler:innen, Geräte) trotz Lüftens oft weiter an.
Versiegelte Flächen und Glasvordächer führten zu lokaler Hitzeentwicklung von bis zu 35 °C. Im Gegensatz dazu bewirkte die natürliche Verschattung durch Bäume ab einer Umgebungstemperatur von ca. 25 °C eine konstante Reduktion der Lufttemperatur um 1 bis 2,5 °C. Es konnte ein Lerneffekt bei den Schüler:innen festgestellt werden; die Fähigkeit, Raumtemperaturen korrekt einzuschätzen, verbesserte sich mit der Anzahl der Schätzungen, wobei tendenziell eher eine Unterschätzung der tatsächlichen Werte vorlag.
Der Bericht unterstreicht die Notwendigkeit wirksamer Beschattungssysteme und einer optimierten Lüftungsstrategie (z. B. Nutzung kühlerer Nacht- und Morgenstunden). Für zukünftige Messreihen wird eine detailliertere Protokollierung (z. B. Öffnungsgrad der Fenster, Luftbewegung) empfohlen, um die Effektivität einzelner Maßnahmen noch präziser quantifizieren zu können
Zwischen Kollektiv und Küche: Rezeptionsgeschichte(n) und queer_feministische Raumpraxen
No full textThis chapter examines how concepts of queer feminism and gender are differentiated in the history(s) of reception, architectural practice and theory. It traces how the reception of now canonised female architects such as Margarete Schütte-Lihotzky, Myra Warhaftig or Eileen Gray has shifted over the years: Which concepts of subjectivisation are virulent in the narratives about them, and why do certain spatial configurations, such as the kitchen, remain the primary received works of some of these architects, even though their oeuvres were certainly more diverse? Not only is the classic conflation of terms such as ‘woman’ and ‘domesticity’ critically questioned, but also the binary concept of ‘women architects’: What do queer and feminist spatial practices look like today, and what structures of inequality still need to be considered? How do artistic and participatory projects expand our understanding of architecture