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Liganden-verknüpfte Platin-Nanopartikel-Netzwerke: Vorläuferstrukturen thermostabiler und katalytisch aktiver Platin-Nanoschwämme
No full textPt-Katalysatoren sind das Herzstück in katalytischen Wasserstoffgassensoren. Zum Schutz vor Explosionen sind diese H2-Sensoren für eine Energiewende mit grünem Wasserstoff unerlässlich. Klassische Katalysatorsysteme haben aufgrund geringer Pt-Beladungen jedoch langsame Antwortzeiten und geringe Sensitivität.
Daher befasst sich diese Arbeit mit Netzwerken aus Pt-Nanopartikeln und bifunktionellen Amino-Liganden, die als neuartiges Katalysatorsystem mit hohen Pt-Beladungen zur Verfügung stehen. Bislang wurde angenommen, dass eine thermisch stabile Nanopartikel-Netzwerkstruktur für das langanhaltende und intensive H2-Sensorsignal verantwortlich ist. In der vorliegenden Arbeit wurde jedoch festgestellt, dass die liganden-vernetzten Pt-Nanopartikel nicht die hohen thermischen Stabilitäten hatten, die zuvor erwartet wurden. Eine zusätzliche Untersuchung des Abbau-Mechanismus zeigte dann, dass sich die C-N-Bindungen in den Pt-gebundenen Amino-Liganden spalteten. Zum Abschluss wurden die NP-Netzwerke auf katalytischen H2-Gassensoren eingesetzt und mit einer Kombination aus in-operando FTIR-Spektroskopie und ex-situ STEM/EDX-Messungen untersucht. Insgesamt zeigten die Katalyse-Ergebnisse, dass sich die Liganden zwar schnell und vollständig zersetzt hatten, das H2-Sensorsignal jedoch über 5 Tage stabil blieb. Die strukturelle Untersuchung des Katalysators zeigte schließlich, dass die NP-Netzwerke zwar kollabiert waren, aber sich hieraus ein nanoporöser Pt-Schwamm gebildet hatte, welcher der Struktur des tatsächlich aktiven Pt-Katalysator auf den katalytischen H2-Gassensoren entsprach
Integration of information from test processes in supply chain management
No full textDie Entwicklung komplexer mechatronischer Systeme - wie Flugzeuge - erfolgt in einer Zulieferpyramide. Im Rahmen der Produktentwicklung werden ein Testprozess beim OEM und mehrere Testprozesse bei den Zulieferern durchgeführt.
In dieser Arbeit wird der Funktionstest betrachtet. Es werden Testfälle implementiert, ausgeführt und deren Ergebnisse als Nachweis für die Verifikation verwendet. Zusätzlich werden Testfälle zwischen den Testprozessen ausgetauscht, wenn Probleme auftreten. Testfälle nehmen somit eine zentrale Rolle als Informationsträger ein.
Der Einsatz von Testfällen wird durch die Heterogenität der Testprozesse innerhalb der Supply Chain erschwert. Jeder Testprozess verfolgt spezifische Ziele, weshalb Testfälle in der Zulieferpyramide in unterschiedlichen Testskriptsprachen implementiert werden, obwohl sie ähnliche Sachverhalte beschreiben. Diese Ausgangssituation reduziert die Bedeutung der Testfälle vom Informationsträger zum Datenträger und führt zu einem Informationsverlust beim Austausch der Testfälle innerhalb der Testprozesse.
Ziel dieser Arbeit ist es, die informationstechnischen Grundlagen für die Integration von Testfällen als Informationsträger in die Zulieferpyramide zu erforschen. Der Fokus liegt dabei auf der Interoperabilität von Testfällen. Das hierfür entwickelte Konzept ist die kollaborative Fehlersuche, die sowohl den interoperablen Austausch von Testfällen als auch deren Nutzung als Informationsträger für die Fehlersuche ermöglicht.
Das Ergebnis sind drei Fehlersuchmethoden als Bestandteil der Fehlersuche, mit deren Hilfe die Interoperabilität von Testfällen für den direkten Austausch von Testfällen und für die Suche nach Informationen innerhalb von Testfällen hergestellt wurde. Für beide Fälle wurden Informationsmodelle für Testfälle und entsprechende Datenintegrationslösungen entwickelt. Die Evaluierung wurde in den Testprozessen für Hochauftriebsklappen und Kabinentüren von Flugzeugen durchgeführt
AI-Pioneers Toolkit: Recursos para elegir y utilizar herramientas de IA en la educación
No full text¿Estás listo para revolucionar la educación con inteligencia artificial? El Kit de Herramientas de Pioneros de la IA es tu guía esencial para integrar la IA en el aula. Este recurso práctico ofrece herramientas innovadoras, ejemplos reales y directrices éticas para personalizar el aprendizaje, superar barreras educativas y preparar a estudiantes y docentes para un futuro digital. Ideal para educadores visionarios que buscan llevar sus prácticas al siguiente nivel.EUROPEAN EDUCATION AND CULTURE EXECUTIVE AGENCY (EACEA
Exploring growth variability and extremes in Arctica islandica bivalve species in the context of large-scale climatic phenomena
No full textHidden within the carbonate shells of Arctica islandica (A. islandica) bivalve species lies a wealth of information about past environmental conditions. Starting with the 1980s, this clam species surged not only in commercial popularity, but it quickly became one of the most important bio-records in the field of sclerochronology — which focuses on growth patterns in the hard tissues of accreting organisms — owing to individual lifespans exceeding centuries in the northern North Atlantic Ocean. Growth increments are typically annually deposited and can be precisely dated, thereby facilitating crossdating of multiple specimens to construct century-long master chronologies, and hence, long-term environmental records. However, compared to the isotopic composition of the growth bands, which acts as proxy for temperature, salinity and water productivity, growth increments are more challenging to decipher due to the interplay of multiple physical and biological factors, with the contribution of each factor varying in proportion depending on the region. With Arctica islandica already established in the community as a versatile climate archive, which novel insights can be envisioned?
There is, for instance, an interest in exploring the spatial variability of environmental signals recorded by Arctica islandica master chronologies across diverse geographical regions. This attempt enables a more comprehensive understanding of the common growth signal and its relationship to large-scale climate phenomena. Spectral and correlation analyses have consistently revealed that A. islandica records decadal and multidecadal periodicities, often associated with natural oscillations that influence large-scale ocean circulation patterns such as the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and Pacific Decadal Oscillation (PDO), as well as atmospheric circulation patterns like the North Atlantic Oscillation (NAO). Given the ongoing state of climate change, characterized by increasingly frequent and potentially more intense extreme events compared to recent years, there is a burgeoning interest in assessing whether growth anomalies observed in marine organisms correspond to unusual climatic patterns. In my research, I define extreme growth as deviations in the 10th and 90th percentiles from the mean growth, and believe these can provide valuable insights into environmental stressors. The aim of this thesis and the results therein is to identify clues that can guide future research towards a deeper understanding of the complex large-scale climatic interactions shaping growth variability and extreme responses in A. islandica.
To extract the shared growth signal in the northern North Atlantic, I have compiled previously published centennial-long master shell chronologies in several bivalve-based networks, and applied distinct principal component analyses. It was interesting to see a higher degree of congruity in the low growth years across the networks and the methodological approaches, underscoring the robustness of the findings concerning bivalve extreme growth. To identify anomalous large-scale patterns in the sea surface temperature and sea-level pressure, I have relied on composite maps of growth extremes along with reanalysis data. The composite analyses revealed that years marked by reduced growth aligned with positive sea-surface temperature anomalies in the extratropical to polar North Atlantic Ocean resembling multidecadal AMO mode, which paired with a coherent pattern in the North Pacific Ocean suggestive of a negative Pacific Decadal Oscillation. The bivalve networks further revealed that two chronologies from distinct areas — the northern Icelandic shelf and the German Bight in the southern North Sea
— did not conform to the spatial patterns observed. Consequently, two case studies were conducted to investigate the unique characteristics of these locations.
Using the chronology from the northern Icelandic Shelf, based on A. islandica bivalves from a water depth of 81 to 83 meters, my approach specifically addresses why correlations with sea surface temperature often lack the required statistical significance and are deemed inconclusive. In this example, I correlated the growth signal with a three-month running average of temperature and salinity data across various water depth layers, and found significant correlations with the subsurface waters starting at a depth of 56 m during summer and autumn, whereas correlations with the surface temperature layers were lagged by 2 years. Additionally, by computing spatial correlation maps, I highlight the potential of A. islandica to track thermally similar water bodies at large-scale. Next, I used an unpublished growth chronology of Arctica islandica from Helgoland in the southern North Sea alongside composite maps, to investigate which atmospheric patterns are associated with extreme growth events. The results indicate that growth in A. islandica is reduced during years characterized by a positive polarity of the NAO in winter, followed by intensified atmospheric blocking over the British Isles in spring. Spring blocking might also be linked to winter blocking in the North Pacific. The regional atmospheric pattern impacts the timing of the spring phytoplankton bloom, leading to a delay in the availability of essential nutrients necessary for growth.
By bridging research gaps between the field of sclerochronology and climate dynamics, this thesis delves into different aspects of the Arctica islandica’s potential as a climate archive in the North Atlantic. Whether deciphering the common growth signal across bivalve networks (Paper I), or examining the spatial-depth relationship with subsurface temperature variations (Paper II), or uncovering links to atmospheric teleconnections and blocking frequency events (Paper III), each study adds exciting findings, holding relevance for both paleo- and future-oriented studies
Überbrückung der Lücke in der psychischen Gesundheitsversorgung: Das Potenzial Laien-gestützter Interventionen in der globalen psychischen Gesundheit
No full textViele Menschen, die mit mentalen Gesundheitsproblemen konfrontiert sind, erhalten keine angemessene Versorgung. Diese Dissertation zielt darauf ab, das Potenzial von Laien als Interventionsanbieter als mögliche Lösung zur Verringerung dieser Kluft auf globaler Ebene zu bewerten. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es zunächst entscheidend, das Ausmaß dieser Kluft zu verstehen, insbesondere bei häufig vorkommenden psychischen Störungen wie Angst und Depressionen. Danach ist es wichtig, die Wirksamkeit von Laien-gestützten Interventionen zur Verringerung der Versorgungslücke im Bereich der psychischen Gesundheit zu bewerten. Angesichts der Tatsache, dass der Mangel an verfügbaren Ressourcen die Effektivität dieser Interventionen in vielen globalen Kontexten beeinträchtigen kann, ist es notwendig zu verstehen, wie Laien effektiv unterstützt werden können, beispielsweise durch digitale Technologien. Schließlich ist es erforderlich, zu verstehen, wie solche Interventionen erfolgreich implementiert werden können, um das volle Potenzial dieser Laien-gestützten Interventionen zu erkennen. Um diese Ziele anzugehen, führten wir zunächst eine Langzeitstudie durch, um den Unterschied zwischen klinischer Belastung und der gleichzeitigen Nutzung der psychologischen Versorgung im Laufe der
Zeit in den Niederlanden zu bewerten und zu erklären. Danach führten wir eine
systematische Übersichtsarbeit durch, um die Wirksamkeit Laien-gestützter Interventionen im Bereich der psychischen Gesundheit unter Beteiligung digitaler Technologien in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen zu bewerten. Anschließend wurde eine qualitative Studie durchgeführt, um die Perspektiven und potenziellen Implementierungsüberlegungen lokaler Interessensgruppen, in Sri Lanka, besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigten eine andauernde Unternutzung oder verzögerte Nutzung von psychologischen Versorgungsdiensten über mindestens 6 Jahre, selbst in ressourcenreichen Ländern wie den
Niederlanden (Studie 1). Digitale Technologien erwiesen sich als wirksam bei der Schulung, Überwachung und Unterstützung von Laien-gestützten Interventionen. Dennoch weist diese Arbeit Lücken in der Literatur, die die Notwendigkeit für robustere Nachweise unterstreichen (Studie 2). Darüber hinaus stellten wir fest, dass trotz der Tatsache, dass lokale Interessensgruppen aus Sri Lanka solche Interventionen als positiv wahrnehmen, gleichzeitig auch Bedenken hinsichtlich der Wirksamkeit, Akzeptanz und Durchführbarkeit geäußert wurden. Basierend hierauf wurden wichtige Vorschläge gemacht die der Bewältigung dieser Bedenken dienen könnten (Studie 3). Insgesamt bietet diese Dissertation wichtige Einblicke in das Potenzial Laien-gestützter psychischer Gesundheitsinterventionen zur Verringerung der globalen Versorgungslücke und unterstreicht die Bedeutung der Bewältigung aktueller Lücken in der Literatur
Exploring the factors behind the expansion of the harmful dinoflagellate Alexandrium pseudogonyaulax in Northern European waters
No full textThis Phd-thesis investigated factors driving the expansion of the harmful dinoflagellate Alexandrium pseudogonyaulax in Northern European waters. It includes an ecophysiological study investigating the influence of dissolved nitrogen and light availability on growth and toxin content of A. pseudogonyaulax, a food web study addressing the effects of this HAB species on multiple trophic levels ranging from phytoplankton to fish, as well as a time series analysis analysing the apparent expansion of A. pseudogonyaulax across Northern European waters. The first study, published in Limnology & Oceanography, indicates that urea is not an important driving factor of the expansion of A. pseudogonyaulax and shows that this species has high intraspecific variability and resilience to light. The second study, published in Harmful Algae, demonstrates deleterious effects of A. pseudogonyaulax on other planktonic organisms which suffer adverse fitness effects ultimately resulting in lysis and mortality. This study also demonstrates for the first time ichthyotoxic characteristics of A. pseudogonyaulax, which are likely driven by uncharacterized bioactive extracellular compounds (BECs) and not by goniodomins. The thesis contains a third first-author manuscript, envisioned for future publication, which demonstrates that the frequency of A. pseudogonyaulax occurrences has increased in Northern Europe. In addition, it indicates that temperature may have partly driven increasing occurrences and that A. pseudogonyaulax benefits from high carbon-to-chlorophyll a ratios
The Health Care System in Bolivia
No full textThis country report provides a description of the emergence of a health care system under public responsibility in Bolivia. The inception of the health care system refers to the first legislation stipulating entitlements to medical care. The report also includes a brief description of major health care reforms, and the current organization of the health care system in Bolivia. This report is part of the CRC 1342 Social Policy Country Briefs Series.Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)4
ISD8 Tutorial Report: Cognitively Inspired Reasoning for Reactive Robotics - From Image Schemas to Knowledge Enrichment
No full textThis report details a tutorial on image-schematic analysis and functional object detection presented at the conference. The tutorial bridges theoretical foundations with practical applications, introducing participants to a novel framework for analyzing video content through the lens of image schemas. Through hands-on demonstrations, participants engaged with an interactive system that processes video sequences to generate rich semantic representations. The system produces multi-layered output including knowledge graphs of image schematic activations, natural language descriptions, temporal event annotations, and automatically curated storyboards with generated captions. The theoretical underpinnings of image-schematic segmentation and functional parts detection were covered, but the tutorial focused on enabling participants to effectively utilize these tools for their own research and applications. The tutorial successfully demonstrated how image-schematic analysis can be practically applied to video understanding tasks, while gathering insights from participants about desired future functionalities. This approach of combining theoretical instruction with hands-on experimentation proved effective for both teaching the technology and collecting user requirements for future development
Die Rolle der deutschen Entwicklungszusammenarbeit in der Tabakkontrolle
No full textDie vorliegende Arbeit untersucht die Konzepte der Tabakkontrolle in der Entwicklungszusammenarbeit deutscher Organisationen. Der Hintergrund dieser Studie ist die anhaltende globale Gesundheitsbedrohung durch Tabakkonsum, insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen (LMIC).
Methodik:
Die Studie umfasst zwei Hauptkomponenten:
Eine Evidenzanalyse zur Wirksamkeit von Tabakkontrollinterventionen in LMIC, basierend auf systematischen Übersichtsarbeiten, Leitlinien und ergänzenden Datenbankrecherchen. Eine Befragung von Organisationen der Entwicklungszusammenarbeit mittels eines Online-Fragebogens zu ihrer Perspektive auf Tabakkontrollinterventionen.
Ergebnisse:
Die Mehrheit der untersuchten Studien fokussiert sich auf individuelle Interventionen.
Populationsbasierte Interventionen umfassen eine größere Anzahl von Teilnehmern.
Die Evidenztabelle enthält 102 Tabakkontrollinterventionen, kategorisiert nach verschiedenen Dimensionen. Therapeutische Interventionen, Beratung, Bildung und Training zeigen gute Wirksamkeit. Die meisten gruppen-/populationsbezogenen Interventionen werden empfohlen, mit Ausnahmen wie E-Zigaretten. Nur 3,41% der eingeschlossenen Studien stammen aus LMIC, mit einem Schwerpunkt auf Upper middle income countries.
Befragung:
Von 119 kontaktierten Organisationen antworteten 17.
Sechs Organisationen zeigten Interesse an Tabakkontrollinterventionen.
Hauptgründe gegen Tabakkontrolle waren fehlende Zuständigkeit im Gesundheitssektor und Bedenken bezüglich Bevormundung.
Diskussion und Schlussfolgerungen:
Die Evidenz für Tabakkontrollinterventionen stammt überwiegend aus Ländern mit hohem Einkommen, was die Übertragbarkeit auf LMIC in Frage stellt. Die geringe Rücklaufquote der Befragung lässt keine repräsentativen Schlüsse zu, zeigt jedoch ein gewisses Interesse einiger Organisationen an Tabakkontrolle. Die fehlende Zuständigkeit im Gesundheitssektor und mögliche Bedenken bezüglich Bevormundung könnten Gründe für die zurückhaltende Beteiligung sein.
Zukünftig sollte ein Diskurs unter den Organisationen der Entwicklungszusammenarbeit angeregt werden, um die Rolle der Tabakkontrolle in ihrer Arbeit zu erörtern und mögliche Interventionen unter Berücksichtigung der vorhandenen Evidenz zu diskutieren
Early life history of the scleractinian cold-water coral Caryophyllia huinayensis from a naturally acidified Chilean Fjord
No full textScleractinian cold-water corals (CWCs) are a diverse group of the phylum Cnidaria. As structuring species, they sustainably change the abiotic and biotic environment and thus maintain a self-organized habitat that supports a diverse associated fauna. Furthermore, they play a key role in regional carbon cycles by coupling benthic and pelagic ecosystems. Their reproduction can follow two different modes, brooding of larvae and broadcast spawning of gametes. Additionally, the reproduction of unisexual polyps (gonochorism) and hermaphroditism results in two sexual strategies, and two known asexual reproductive mechanisms (fragmentation and fission). Scleractinian CWC ecosystems are present globally and predominantly occur in deep waters. Hence, their accessibility is limited, which has hampered a comprehensive understanding of certain aspects of their life cycle, including gametogenesis, dispersal, metamorphosis from larva to polyp and early skeletogenesis. Consequently, the potential impact of the predicted ocean acidification (OA) on the early life cycle of scleractinian CWCs remains elusive.
The aim of this thesis is therefore to describe the reproductive biology of the scleractinian CWC Caryophyllia (Caryophyllia) huinayensis and to predict the possible impacts of OA on its early life history based on observational and experimental evidence. Both in vitro and in situ investigations were carried out to determine the reproductive mode and strategy, gametogenesis, potential dispersal mechanism, and the effect of aragonite undersaturation of seawater (Ωarag < 1) and low seawater pH on early skeletogenesis and oogenesis of this scleractinian CWC, respectively.
Observations revealed that C. huinayensis broods larvae, which are released throughout the year. At the end of a one-week planktonic stage, larvae settle and initiate metamorphosis, developing their first set of tentacles within two days. Skeletal formation and the development of the second set of tentacles started ca. 5 days after settlement. Zooplankton feeding, and the development of the third and fourth set of tentacles started ca. 21, 153 and 895 days after settlement, respectively (Chapter 2). During a three-year in vitro maintenance period, we documented reverse development in adult polyps through an ontogenetic reversal process, occurring spontaneously and without environmental stressors, as corroborated by in situ evidence. Termed “polyp dropout”, this phenomenon entails tissue retraction and tissue detachment from the skeleton. The detached polyps can survive for several weeks, but we never observed re-settlement (Chapter 3). Should re-settlement occur in situ, polyp dropout would mark a potential new mechanism, aligning with Stanley´s “naked coral” hypothesis, which explains how corals may have endured the Permian-Triassic mass extinction.
The early skeletogenesis of this scleractinian CWC was described using both real-time in vivo polarized light microscopy (PLM) and scanning electron microscopy (SEM) (Chapter 4). Remarkably, early skeletogenesis in this species follows a similar temporal and sequential development pattern to that of warm-water scleractinian corals. This suggests the presence of a genetically encoded body plan in scleractinian CWC, orchestrating a precisely timed biomineralization processes from the micro to macroscale during the early stages of development.
Additionally, I revealed that aragonite undersaturation of seawater (Ωarag < 1 ) has no effect on skeletal formation during early skeletogenesis, as C huinayensis recruits are still able to build integral micro- and macrostructural crystal morphologies (Chapter 4). Although the precise mechanism enabling scleractinian CWCs recruits to compensate for Ωarag < 1 remains elusive, it seems that the early life stages of C. huinayensis are equipped to cope with the projected alteration in seawater Ωarag by the end of the century. However, it should be noted that compensating for changes in seawater pH and its resultant alteration in seawater Ωarag is known to require higher energy expenditure, potentially leading to imbalances in energy utilization.
In a naturally acidified fjord in Chile, I utilized histological methods to investigate the effect of low seawater pH, and its interaction with temperature and oxygen on the reproductive biology of C. huinayensis across all seasons (Chapter 5). My findings indicate that the seawater pH effect varies depending on the interaction with environmental parameters. This suggests that C. huinayensis reproduction is influenced by a mixture of environmental and endogenous factors.
Overall, this thesis contributes to the understanding of the reproductive biology, potential dispersal mechanisms, and early life cycle of scleractinian CWCs, using C. huinayensis as a model species. It emphasises the importance of understanding a species' reproductive strategy and mode, and dispersal mechanism, which in all provide insights into its potential phylogeography, distribution, and habitat colonization ability. In this study, I present the first documentation from the larval stage up to three years post-settlement of a scleractinian CWC. The findings demonstrate that, with their heterotrophic feeding, CWCs develop at a rate similar to that of scleractinian warm-water corals, despite significant environmental differences. Moreover, the opportunity to rear newly settled polyps allowed the first assessment of the effect of Ωarag < 1 on early skeletogenesis, revealing an integral formation of skeletal structures. Moreover, we observed that seawater pH an its interaction with temperature and oxygen showed inconsistent effects on reproduction, suggesting that other environmental and endogenous factors also play a significant role in reproductive processes.
Based on these results, I suggest that future studies should consider reproduction as a critical factor in assessing the overall effect of ocean acidification. A pressing question remains as to whether the combination of rising ocean temperatures and OA will affect the early life stages of these corals. The foundational knowledge of reproductive biology and its interaction with OA, along with the tools developed during this study, provide a way to address this question and shed light on the response of scleractinian CWCs to our changing planet