6949 research outputs found
Sort by
Light Actuation: from synthesis to material
No full textDiese Dissertation erforscht die innovative Manipulation und Anwendung von auf Azobenzol basierenden Materialien, mit besonderem Schwerpunkt auf deren Funktionalisierung für optische Datenspeicherung und die Entwicklung von responsiven flüssigkristallinen Polymeren (LCP). Obwohl Azobenzole schon lange als vielleicht am besten geeignete Fotoschalter für Anwendungen erkannt wurden, aufgrund ihrer hohen Fotostabilität und thermischen Stabilität, ist für eine signifikante Rolle immer eine maßgeschneiderte Funktionalisierung notwendig, um spezifischen Anwendungen gerecht zu werden. Kreuzkupplungsreaktionen werden als effektive
Strategie für späte Modifikationen von Azobenzol und seinen Derivaten vorgestellt, die Einblicke in jüngste Fortschritte in diesem Bereich bieten. Der aktuelle Wissensstand dazu wird in Kapitel 2.1 zusammengefasst. Als originärer Forschungsbeitrag in diesem Feld wird in dieser Dissertation eine neue, hoch ergiebige palladiumkatalysierte Methode für die selektive Funktionalisierung von Azobenzol vorgestellt, die aufgrund der effizienten Einführung von N-Hydroxysuccinimidestern erhebliches Potenzial in biologischen Systemen und der Materialwissenschaft zeigt.
Der zweite Teil dieser Dissertation konzentriert sich auf Anwendungen und behandelt die Frage, wie Azobenzole spezifisch funktionalisiert werden können, um ausgewählte Ziele zu erreichen. Das erste Projekt in dieser Hinsicht hatte das Ziel, hohe Halbwertszeiten für ein Azobenzol zu erreichen, mit Blick auf Anwendungen in der optischen Datenspeicherung. Ein rationales Design führte zu einem einzigartig stabilen makrozyklischen Azobenzol-Derivat, das eine außergewöhnliche thermische Stabilität seines metastabilen Z-Isomers (120 Jahre) aufweist, während es immer noch mit sichtbarem Licht schaltbar ist. Diese Stabilität wird einer strategischen Fluorierung zugeschrieben. Das zweite Projekt führte zur Lösung des Problems bei der Herstellung eines fotobiegbaren Polymerfilms, der mit sichtbarem statt UV-Licht geschaltet werden konnte. Die Entwicklung solcher flüssigkristallinen Netzwerke (LCNs) wird diskutiert. In diesem Prozess konnte durch molekulares Design die Flüssigkristallinität eines ortho-fluorierten Azobenzols, bekannt für seine Schaltfähigkeiten im sichtbaren Licht, entworfen werden, obwohl dies in der Literatur als nicht möglich angesehen wurde. Dieser Durchbruch adressiert die Einschränkungen an, die durch die schädlichen Effekte von UV-Licht auferlegt werden, und bietet eine skalierbare Lösung für die Synthese polymerisierbarer Azobenzolverbindungen mit potenziellen Anwendungen
in der weichen Robotik und Biologie.
Das dritte Projekt war die Einführung einer innovativen Technik zur Herstellung fortschrittlicher weicher Formgedächtnismaterialien. Durch die Integration von Azobenzol in Hauptkettenflüssigkristalline Elastomere (MC-LCEs) und deren Mischung mit thermoplastischen Polycaprolacton (PCL)-Partikeln wurde ein Verbundmaterial entwickelt. Dieses Material reagiert nicht nur auf Lichtstimuli bei großen Proben, sondern weist auch eine bemerkenswerte Dehnbarkeit und hohe Programmierbarkeit auf, was seine Nützlichkeit in verschiedenen Anwendungen aufgrund seiner ausgezeichneten Wiederverwendbarkeit und vielseitigen Aktionsfähigkeiten demonstriert. Diese Dissertation hebt die vielfältigen Anwendungen von Azobenzol-Derivaten bei der Entwicklung anspruchsvoller Materialien für aufkommende Technologien hervor
Planificación Eficiente de Movimientos para Manipulación Móvil en Exploración Planetaria
No full textSpace is the main frontier to further expand our human civilization and our knowledge of the universe. Exploring space is challenging and expensive since humans are not biologically prepared to survive in the harsh conditions of space. Robots are a suitable alternative though, since they can reach and explore space in a much cheaper way and without risking human lives. In the last decades the so-called planetary exploration vehicles, or rovers, have been able to gather very interesting information about the Moon and Mars. They do so through scientific instruments, which are generally held by a robotic arm that places them in scientifically interesting targets on the surface. Rovers find a main drawback in remote teleoperation from Earth, given the huge challenges of transmitting information in space (delays, limited communication windows). Therefore, the scientific return of planetary missions is greatly increased if the rover can perform the task autonomously, i.e. without the need for human intervention.
Considering the mobility provided by the robot’s locomotion system and the manipulation capabilities of the robotic arm, planetary rovers can be viewed as mobile manipulators. Since a great amount of the scientific tasks that a rover performs include mobile manipulation movements, autonomously executing them would raise the scientific return of the planetary exploration mission. Though autonomous navigation on Mars is already quite advanced, demonstrated for instance with the Perseverance rover, autonomously performing mobile manipulation tasks is still troublesome. Such a challenge is mainly caused by the complexity of planning and controlling the movements of the mobile platform and the robotic arm together, which cannot be easily achieved in space due to the limited computational resources available out of the Earth.
Hereby, this doctoral thesis presents the research conducted by the author to achieve autonomous mobile manipulation in planetary exploration vehicles. The goal is to plan and control the motion of the robot efficiently, i.e. with low computational cost, to perform the mobile manipulation scientific tasks. To do so, on-Earth technology has been analyzed, modified, and applied to the field, with four main contributions. First, the global path planner methodology to reach the area of scientific interest is enhanced, feeding back local information from the rover to increase its awareness of the scenario. Second, a computationally lightweight and collision-free motion planner for mobile manipulation is presented, which ensures the safety of the robot while performing the mobile manipulation scientific tasks. Third, an optimal-control-based motion planner for mobile manipulators is proposed, which can maximize the motion efficiency and comply with the system constraints, at the same time it keeps a low computational cost thanks to a series of warm start stages, which makes it suitable for space. Fourth, a model predictive controller for mobile manipulation is used to increase the safety of multirobot missions, in the particular use case of rappelling into lava tubes. All of these contributions have been thoroughly analyzed and validated by means of experimental campaigns, which include simulation, laboratory, and field tests with rover prototypes in analogue scenarios to Mars or the Moon
Aerosols in the central Arctic cryosphere: satellite observations and model simulations during spring and summer
No full textMy doctoral thesis focuses on the variability of suspended atmospheric particles, known as aerosols, over the central Arctic cryospheric regions
Langzeitarchivierung von Zeitungen im Pflichtexemplarrecht - Ein Vergleich der Methoden in Landesbibliotheken
No full textDie vorliegende Bachelorarbeit untersucht die Langzeitarchivierung von Zeitungen unter Berücksichtigung
des Pflichtexemplarrechts in deutschen Landesbibliotheken. Mit dem Fokus auf
traditionelle und digitale Archivierungsmethoden wird analysiert, wie Printarchivierung, Mikrofilmarchivierung
und digitale Archivierung angewendet werden, um Zeitungen langfristig zu
erhalten. Die Arbeit beleuchtet die rechtlichen Rahmenbedingungen des Pflichtexemplarrechts
und die praktische Umsetzung in den Bibliotheken. Durch eine vergleichende Analyse werden
die Zugänglichkeit, Benutzerfreundlichkeit, Haltbarkeit, Qualitätserhalt und Kosten der verschiedenen
Archivierungsmethoden bewertet. Es wird gezeigt, dass jede Methode spezifische
Vor- und Nachteile aufweist und die Wahl der geeigneten Archivierungsmethode von mehreren
Faktoren abhängt, einschließlich materieller Beschaffenheit der Zeitungen und der bibliothekarischen
Zielsetzungen. Basierend auf den Ergebnissen werden Empfehlungen für effiziente
Langzeitarchivierungsstrategien ausgesprochen, die sowohl den rechtlichen Anforderungen als
auch den Bedürfnissen der Forschung und Öffentlichkeit gerecht werden
A Theory of Innovation, Evolution, and Limits to Economic Growth
No full textThis dissertation explores the role of innovation in driving and limiting economic growth. Drawing on complexity economics and Darwinian evolution, it examines systemic dynamics and policy implications. The analysis contributes to a better understanding of technological change in advanced economies
Modulation of the cellular content of adenosine triphosphate in cultured primary brain astrocytes
No full textAstrozyten sind ein wichtiger Bestandteil des Gehirns. Sie werden oft als glykolytische Zellen beschrieben, da sie große Mengen an Glukose durch Glykolyse verstoffwechseln. Pyruvat, welches das Endprodukt der Glykolyse darstellt, wird als Substrat für den mitochondrialen Tricarbonsäurezyklus sowie die darauffolgende oxidative Phosphorylierung verwendet. Sowohl die zytosolische Glykolyse als auch die mitochondriale oxidative Phosphorylierung sind essentiell für die Regenerierung von Adenosintriphosphat (ATP), dem universellen Energieträger aller Zellen. Um das Potenzial endogener und exogener Substrate zur Regenerierung und Aufrechterhaltung eines hohen ATP-Gehalts zu ermitteln, wurde anhand von Astrozytenkulturen untersucht welche Stoffwechselprozesse an der Regenerierung von ATP beteiligt sind.
Der durchschnittliche spezifische zelluläre ATP-Gehalt von Astrozytenkulturen beträgt ungefähr 30 nmol/mg und konnte durch einen Entzug von Glukose verringert werden. Nach Glukoseentzug waren Astrozyten in der Lage, den initialen hohen ATP-Gehalt für bis zu 6 Stunden aufrechtzuerhalten, während der ATP-Gehalt nach 24 Stunden auf 30% gesunken war. Dies deutet darauf hin, dass endogene Energiespeicher für die Regenerierung von ATP mobilisiert werden. Astrozyten, die 1 mM Glukose zur Verfügung hatten, waren in der Lage, ihren spezifischen zellulären ATP-Gehalt über einen Zeitraum von 24 Stunden aufrechtzuerhalten und Astrozyten die 5 mM Glukose zur Verfügung stehen hatten, konnten den ATP-Gehalt bis zu 72 Stunden aufrechterhalten. Neben Glukose waren noch weitere exogene Substrate in der Lage den ATP-Gehalt über einen Zeitraum von 24 Stunden aufrechtzuerhalten, diese Substrate waren Monosaccharide (Fructose, Mannose), Monocarboxylate (Laktat, Pyruvat, Acetat), Aminosäuren (Alanin, Aspartat, Glutamat, Glutamin, Lysin oder Prolin), Ketonkörper (β-Hydroxybutyrat), Fettsäuren (Decanoat, Octanoat oder Palmitat) und Nukleoside (Adenosin, AMP, ADP, Inosin oder Guanosin). Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass alle drei getesteten Fettsäuren sowie die Aminosäure
Prolin bezogen auf ihren jeweiligen Kohlenstoffgehalt wirksamere Energielieferanten darstellen als Glukose. Astrozyten sind somit in der Lage, verschiedene exogene Subtraten für die Regeneration von ATP zu verwerten.
Verschiedene Inhibitoren wurden verwendet, um den Verlust von ATP in glukose-verarmten Astrozyten herbeizuführen. Die Verwendung des Atmungskettenhemmers Antimycin A und des mitochondrialen Entkopplers BAM-15 führte zu einer starken Verringerung des ATP-Gehalts. Eine Co-Inkubation beider Modulatoren in Glukose-gefütterten Astrozyten führte zu einer geringeren Verringerung des ursprünglichen ATP-Gehaltes von 60% (BAM-15) und 40% (Antimycin A) innerhalb von 5 Stunden. Inhibitoren des Pyruvat-Transports (UK5099) und der mitochondrialen Fettsäureaufnahme (Etomoxir) hatten über eine Inkubationszeit von 8 Stunden kaum einen Einfluss auf den ATP-Gehalt von Glukose-verarmten Astrozyten, während eine Co-Inkubation von UK5099 und Etomoxir zu einer vollständigen Verarmung an ATP innerhalb von 5 Stunden führte. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Bedeutung des mitochondrialen Stoffwechsels für die Regeneration von ATP in Astrozytenkulturen.
Des Weiteren wurde die Hemmung der Glykolyse durch 2-Desoxyglucose (2DG) untersucht. Die Zugabe von 10 mM 2DG führte zu einer schnellen Akkumulation von 2-Desoxyglucose-6-phosphat (2DG6P) und einem schnellen aber nicht kompletten Abfall des ATP-Gehaltes. Eine Co-Inhibierung der Glykolyse durch 2DG sowie die Hemmung der mitochondrialen Atmung führte zu einem beschleunigten Verlust von ATP und unterstreicht die Wichtigkeit eines funktionierenden Zusammenspiels beider Stoffwechselwege.
Die in dieser Thesis vorgestellten Daten verdeutlichen die starke Beteiligung der Glykolyse und des mitochondrialen Stoffwechsels an der Regeneration und Aufrechterhaltung von ATP in Astrozyten und zeigen das endogene und exogene Substrate verwendet werden können um einen hohen ATP-Gehalt in glukoseverarmten Astrozyten zu erhalten
Multifunctional land use through the climate protection measure near-surface geothermal energy in the form of geothermal probes and the climate adaptation measure water retention to avoid land competition based on the city of Bremen
No full textAufgrund der vorliegenden Flächenkonkurrenz insbesondere in städtischen Bereichen muss präzise geplant werden, wie die vorliegenden Grünflächen genutzt werden können. Dabei ist der Grünflächenanteil zu erhalten. Um auf die Auswirkungen des Klimawandels zu reagieren bzw. diese zu mindern, müssen Klimaanpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen in die Siedlungen integriert werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob die Klimaanpassungsmaßnahme oberflächennahe Geothermie in Form von Erdwärmesonden auf einer öffentlichen Grünfläche mit Retentionsanlagen inklusive Abdichtungen oder Versickerungsanlagen kombiniert werden kann. Daraus ergibt sich folgende Forschungsfrage: Wo ist eine multifunktionale Flächennutzung auf öffentlichen Grünflächen in der Stadt Bremen durch die Klimaschutzmaßnahme oberflächennahe Geothermie mittels Erdwärmesonden und die Klimaanpassungsmaßnahme Wasserretention potenziell möglich und welche Konflikte bzw. Synergien ergeben sich daraus?
Mittels einer Literaturanalyse werden zunächst die Anforderungen an Erdwärmesonden, Retentionsanlagen mit Abdichtungen und Versickerungsanlagen herausgearbeitet. Anschließend erfolgt ein Vergleich dieser Anforderungen für die Kombination auf einer Grünfläche. Zudem wird eine räumliche Analyse mithilfe eines Geografischen Informationssystems durchgeführt, um potenzielle Flächen in der Stadt Bremen zu ermitteln, die sich für eine Kombination eignen könnten. Eine ausgewählte Fläche wird im Anschluss näher betrachtet.
Das Ergebnis der Arbeit zeigt, dass eine Kombination von Erdwärmesonden mit Retentionsanlagen inklusive Abdichtung oder Versickerungsanlagen technisch möglich ist, solange die Fläche bestimmte Anforderungen erfüllt. Von den Grünanlagen in der Unterhaltung des Umweltbetrieb Bremen der Stadt Bremen werden 0,74 km² als potenzielle Fläche für die Kombination betrachtet, die gemäß der bioklimatischen Bewertung der Kategorie 3 oder 4 angehören. Die Betrachtung der Beispielfläche ergibt, dass der höher liegende Grundwasserstand und die schlechte Durchlässigkeit des Bodens zu Konflikten führen. Darüber hinaus werden die Grenzen der durchgeführten Analysen aufgezeigt und was bei der Betrachtung der Ergebnisse zu beachten ist.
Anschließend werden die gewonnenen Erkenntnisse aus dieser Arbeit zusammengetragen und ein Ausblick gegeben, welche weiteren Aspekte oder Themenfelder noch betrachtet werden könnten
On with education: training for the automotive industry of tomorrow
No full textDie Unternehmen in der automobilen Wertschöpfungskette befinden sich in einem tiefgreifenden Strukturwandel. Um diesen aktiv zu gestalten, benötigen sie
eine starke Fachkräftebasis, die den sich ändernden Kompetenzanforderungen gewachsen ist. Die Beschäftigten müssen neue Techniken und Arbeitsweisen erlernen
und sich an ständige Veränderungen anpassen. Übergreifendes Ziel des Weiterbildungsverbundes für die Fahrzeugindustrie in Bremen und Umland (WBV
Bremen) war es, alle für die Weiterbildung in der Fahrzeugindustrie relevanten Akteure zusammenzuführen und in Abstimmung mit den Unternehmen das regionale Weiterbildungsangebot sowie den Zugang von Unternehmen zu Beratungs- und Dienstleitungen zu verbessern. Der WBV Bremen hat gemeinsam mit Unternehmen,
Betriebsratsmitgliedern, Beschäftigten und Expert:innen die aktuellen und zukünftigen Qualifikationsanforderungen sowie den Fachkräftebedarf analysiert. Daraus wurden passende Strategien für die betriebliche Weiterbildung entwickelt.Bundesministerium für Arbeit und Soziales, Senatorin für Arbeit, Soziales, Jugend und Integration des Landes Bremen, Kofinanziert von der Europäischen Unio
Mechanisms of genetic transfer between archaea and bacteria via membrane vesicles, plasmid vesicles and viruses
No full textDas mikrobielle Leben auf der Erde wird durch Ereignisse des horizontalen Gentransfers
(HGT) geformt, welche ihrerseits oft durch genetisch mobile Elemente (MGE) angetrieben werden. Diese Ereignisse treiben die Evolution von Bakterien und Archaeen voran und haben weitreichende ökologische Auswirkungen auf alle Biome der Erde. Da HGT vererbbare Veränderungen in der DNA von Bakterien und Archaeen verursacht, verschwimmen phylogenetische Grenzen und bestehende Klassifikationsschemata und Nomenklaturen werden in Frage gestellt. Darüber hinaus sind HGT-Ereignisse nicht auf mikrobielle Organismen beschränkt, sondern beeinflussen auch MGEs. Im Zeitalter des Next-Generation Sequencing, ist die Analyse der Interaktionen von MGEs mit ihren mikrobiellen Gegenspielern und anderen Formen des DNA-Austauschs auf hochentwickelte bioinformatische Werkzeuge und Pipelines angewiesen. In dieser Dissertation werden zwei interessante Fälle von HGT untersucht. Beide Fälle stellen bestehende Nomenklaturen und Klassifikationsschemata in Frage und verdeutlichen den Bedarf an speziellen bioinformatischen Pipelines.
Das archaeische Plasmid pR1SE wird in selbstkodierten Plasmidvesikeln (PVs) verbreitetdie einen virusähnlichen Lebensstil ermöglichen. In Kapitel 2 beschreiben wir die Identifizierung von 40 neuartigen pR1SE ähnlichen Plasmiden, die nachfolgend als archaeal plasmids of haloarchaea potentially transferred in plasmid vesicles (apHPVs) bezeichnet werden. Wir zeigen ihre Verbreitung und ihr Wirtsspektrum, untersuchen ihre genetische Organisation und erläutern die Auswirkungen ihrer Lebenszyklen. Schließlich stellen wir fest, dass apHPVs Viren und Plasmide von Archaeen genetisch miteinander verbinden. In Kapitel 3 wird der aktuelle Stand der bioinformatischen Analyse von HGT und MGEs besprochen. Darüber hinaus werden die Herausforderungen bei der Identifizierung von Gentransfer in extrazellulären Vesikeln (EVs) erläutert, welche durch den in Kapitel 4 entwickelten Ansatz umgangen werden. Durch die Anwendung der entwickelten Pipeline auf metagenomische Datensätze (Kapitel 4) beleuchten wir die Zusammensetzung von HGT-Mechanismen im Ozean und analysieren das funktionelle Potenzial des in EVs übertragenen genetischen Materials. Schließlich führen wir eine neue Nomenklatur ein, um die analysierten Datensätze besser beschreiben zu können
The negative secondary transfer effect: underlying processes and facilitating conditions
No full textBackground
The Secondary Transfer Effect (hereafter: STE) describes how contact with members of a (primary) outgroup alters also evaluations of uninvolved, secondary outgroups. Positive contact leads to better evaluations (positive STE), negative contact to worse evaluations (negative STE). Literature proposes three different kinds of underlying mechanisms (in methodological terms mediators). For mediators involving the outgroup (like ‘threat’ and ‘attitude generalization’), contact affects secondary outgroup evaluations by shifting primary outgroup evaluations. For mediators involving the ingroup (like ‘ingroup pride’), contact affects secondary outgroup evaluations by shifting ingroup evaluations. For mediators involving the self (like ‘multiculturalism’), contact affects secondary outgroup evaluations by shifting the ideological worldview. Literature also suggests facilitating conditions for STE processes. Similarity in stereotype content associated with involved outgroups would facilitate threat or attitude generalization, and salience of recalled cultural elements STE via multiculturalism.
Objective
This dissertation tackles several gaps in STE research. Research gap 1 concerns the lack of research on negative STE. Research gap 2 concerns the recurring practice to study STE mediators cross-sectionally (which cannot disentangle implied causal sequences), focus on few theorized processes beyond attitude generalization, and study them one-at-a-time (which makes it difficult to disentangle or compare them). Research gap 3 concerns the fact that above mentioned facilitating conditions for STE processes were rarely empirically investigated in comparative study designs. Lastly, emergent results may help tackle the open question of whether positive and negative STE occur oppositely via the same processes.
Methods
Using secondary survey data, three studies are conducted. They draw upon a sample of native Germans who took part in the German ALLBUS survey and subsequently three waves of the GESIS panel. This enabled a multi-context investigation by three different primary outgroups: Foreigners living in Germany (Study 1; N= 1553 & Study 2; N= 390), Muslims living in Germany (Study 3, scenario A; N= 385) or Sinti & Roma living in Germany (Study 3, scenario B; N= 396). Data collection happened between 2015 and 2017 during the so-called 'Refugee crisis'. Refugees are thus always the secondary outgroup. Study 1 investigates positive and negative STE cross-sectionally via attitude generalization, multiculturalism, and ingroup pride within a parallel mediation path model using manifest indicators. Open answers to a question on conception of the group lable ‘Foreigners’ aided identifying respondents that perceived primary and secondary outgroup as overlapping. Study 2 longitudinally investigates STE via attitude generalization, multiculturalism, and threat within a parallel mediation CLPM with manifest indicators, accompanied by power analyses. Study 3, replicates study 2 within two further intergroup contexts, varying by primary outgroup. External classification frameworks are employed to assess similarity in stereotype content and salience of recalled cultural elements, and then hypothesize about the emergence of STE mediators. All studies include a control measure of secondary outgroup contact.
Results
Study 1 finds cross-sectional evidence for positive and negative STE, directly or indirectly via attitude generalization and multiculturalism (but not via ingroup pride). Study 2 longitudinally replicates finding the STE mechanisms from study 1, but finds no evidence for STE via primary outgroup threat. Scenario A of study 3 (primary outgroup 'Muslims') finds longitudinal evidence for positive and negative STE via multiculturalism (but not via attitude generalization or threat) and direct positive (but not direct negative) STE. Scenario B of study 3 (primary outgroup 'Sinti & Roma') finds longitudinal evidence for direct positive and negative STE, but no evidence for STE via attitude generalization, threat or multiculturalism. Findings from study 3 did not always reflect the hypothesized similarity-based emergence of mediators. Statistically significant longitudinal STE paths had satisfactory statistical power.
Discussion & conclusion
In summary this dissertation helps tackle the identified research gaps within the conducted studies: more research on negative STE is conducted (c.f. Research Gap 1), whereby longitudinal study designs are utilized (c.f. Research Gap 2) and a multi-context investigation that uses similarity classification systems to empirically investigate theorized facilitating conditions (c.f. Research Gap 3). All studies found empirical evidence for negative STE within the context of the ‘Refugee Crisis’ in Germany, where individuals likely generalized from past contact experiences with other migrant outgroups to form an opinion on the newly arrived refugees. Negative STE thus seems to be a phenomenon that may co-occur with positive STE and (as the results indicate) via the same processes but in the opposite direction. These processes may include direct STE, attitude generalization or multiculturalism (which could newly be established as a mediator of negative STE). No indication for STE via threat or ingroup pride emerged in the investigated scenarios. However, the results indicate a contextually instable nature of STE. It remains yet unclear whether this contextuality can indeed be systematically linked to similarity in stereotype content as theory proposed. Methodologically refined further comparative experimental research seems necessary