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Auswirkungen der Revision des Lebensmittelhygienerechts und der Einführung einer convenience-orientierten Mischkostküche auf das Vorkommen lebensmittelbedingter Gruppenerkrankungen in der Bundeswehr
Get PDFSingle-particle investigations of plasmonic nanoantennas for energy conversion
Get PDFSolar energy is a promising solution to the world’s energy problems, and photovoltaic cells have made significant progress in converting sunlight into electricity. However, the intermittency of sunlight limits the usability of photovoltaic technology. Plasmonic nanoparticles have emerged as promising candidates for efficient solar energy conversion and storage. These metallic nanoparticles have unique optical properties that can be tuned by varying their size, shape, and composition. Through the investigation of the behavior of individual nanoparticles by single-particle techniques, this thesis aims to optimize their design and improve their efficiency, ultimately leading to more effective solar energy conversion and storage technologies. We employ single-molecule localization microscopy to study plasmon-enhanced catalysis with super-resolution, revealing the mechanism driving the chemical transformation. This single-particle approach allows for precise investigation of the behavior of individual nanoparticles with subparticle and single-molecule turnover frequencies. We propose a design strategy for optimizing catalysts by maximizing the plasmonic field enhancement, which can lead to increased turnover rates at low irradiances.
Next, we examine the latest developments in hybrid plasmonic photocatalysis for solar fuel production, highlighting the importance of quantifying the role of temperature in the enhancement mechanism. We introduce a photothermal model for bimetallic core-shell nanoparticles and verify it with anti-Stokes thermometry, a single-particle technique that allows us to study the link between nanoparticle structure and heat generation. We show that geometry plays a crucial role since the addition of a catalytic shell over a plasmonic cove strongly reduces the photothermal response, while the inclusion of the catalytic material in the form of satellites around the plasmonic core keeps the photothermal properties almost unaffected.
Finally, we broaden the focus to ensembles of nanoparticles in the last chapter, demonstrating the applicability and accuracy of anti-Stokes thermometry for investigating the photothermal properties of plasmonic ensembles. The knowledge gained from previous single-particle investigations provides a solid foundation for understanding the behavior of these larger-scale systems. Through comparison with quadriwave shearing interferometry we validate the reliability of this ensemble-based approach.
This thesis contributes to the advancement of plasmonic nanoantennas for energy conversion by providing valuable insight into the underlying physical properties.
The knowledge gained from this work will not only guide the design of more efficient and sustainable energy conversion technologies but also broaden our understanding of plasmonic materials and their diverse applications. By integrating plasmonic photocatalysis, single-molecule localization microscopy, and photothermal characterization techniques, we aim to facilitate future research in areas such as photothermal therapy and solar energy conversion, ultimately contributing to create novel nanomaterials with improved functionality and performance.Solarenergie ist eine vielversprechende Lösung für die Energieprobleme der Welt und photovoltaische Zellen haben signifikante Fortschritte bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität gemacht. Die Unbeständigkeit des Sonnenlichts beschränkt jedoch die Nutzbarkeit der photovoltaischen Technologie. Plasmonische Nanopartikel haben sich als vielversprechende Kandidaten für effiziente solare Energieumwandlung und -speicherung herausgestellt. Diese metallischen Nanopartikel besitzen einzigartige optische Eigenschaften, die durch Variation ihrer Größe, Form und Zusammensetzung eingestellt werden können. Durch die Untersuchung des Verhaltens einzelner Nanopartikel mittels Einzelpartikeltechniken zielt diese Arbeit darauf ab, ihr Design zu optimieren und ihre Effizienz zu verbessern, was letztendlich zu effektiveren Technologien zur solaren Energieumwandlung und -speicherung führt.
Wir setzen die Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie ein, um die plasmonenverstärkte Katalyse mit hoher Auflösung zu untersuchen, wobei wir feststellen, dass die Verstärkung der untersuchten Reaktion hauptsächlich auf die Photoanregung des Reaktionsmoleküls zurückzuführen ist. Dieser Ansatz auf Einzelpartikelebene erlaubt eine präzise Untersuchung des Verhaltens einzelner Nanopartikel. Wir schlagen eine Designstrategie zur Optimierung von Katalysatoren vor, die darauf abzielt, die plasmonische Feldverstärkung zu maximieren, was zu höheren Umsatzraten bei niedrigen Bestrahlungsstärken führen kann.
Als nächstes untersuchen wir die neuesten Entwicklungen in der hybriden plasmonischen Photokatalyse für die Produktion von Solartreibstoffen und betonen die Bedeutung der Quantifizierung der Rolle der Temperatur im Verstärkungsmechanismus.
Wir stellen ein photothermales Modell für bimetallische Kern-Schale-Nanopartikel vor und verifizieren es durch Anti-Stokes-Thermometrie, eine Einzelpartikeltechnik, die es uns ermöglicht, den Zusammenhang zwischen Nanopartikelstruktur und Wärmeerzeugung zu untersuchen. Wir zeigen, dass die Geometrie eine entscheidende Rolle spielt, da die Zugabe einer Schale die photothermale Antwort stark reduziert, während die Einbeziehung von Satelliten die photothermischen Eigenschaften fast unverändert lässt.
Schließlich erweitern wir den Fokus auf Ensembles von Nanopartikeln und demonstrieren die Anwendbarkeit und Genauigkeit der Anti-Stokes-Thermometrie für die Untersuchung der photothermalen Eigenschaften von plasmonischen Ensembles. Dieses Kapitel baut auf dem aus den vorherigen Einzelpartikeluntersuchungen gewonnenen Wissen auf. Wir validieren die Zuverlässigkeit dieses ensemble-basierten Ansatzes durch den Vergleich mit Quadriwave-Scherinterferometrie.
Diese Arbeit trägt zur Weiterentwicklung von plasmonischen Nanoantennen zur Energieumwandlung bei, indem wertvolle Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen gegeben werden. Das aus dieser Arbeit gewonnene Wissen wird nicht nur die Gestaltung effizienterer und nachhaltigerer Technologien zur Energieumwandlung leiten, sondern auch unser Verständnis von plasmonischen Materialien und ihren vielfältigen Anwendungen erweitern. Durch die Integration von plasmonischer Photokatalyse, Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie und photothermaler Charakterisierungstechniken zielen wir darauf ab, zukünftige Forschung in Bereichen wie photothermaler Therapie und solare Energieumwandlung zu erleichtern und letztendlich dazu beizutragen, neue Nanomaterialien mit verbesserter Funktionalität und Leistung zu schaffen
Identifikation von Prädiktoren für den Impferfolg nach Hepatitis-B Impfung bei Menschen mit HIV-Infektion
Get PDFPower counting in the standard model effective field theory
Get PDFA consistent power-counting prescription for the Standard Model Effective Field Theory requires more than the canonical dimension of operators, as they contain no informa tion about the perturbative expansion of the underlying Quantum Field Theory at highenergies. Although this has been noted in the literature for many years, a consistent quantitative approach remains to be completed. In this work, we present a solution for operators of canonical dimension six based on the notion of chiral dimensions. Our results are illustrated by explicit analytic calculations for two major examples at hadron colliders. These are the fusion of two gluons associated with the production of a top-quark pair, and the decay of a Higgs boson into two gluons or photons. We provide numerical studies for both processes to estimate hypothetical deviations from the Standard Model.Eine konsistente Vorschrift zum Ordnen der Operatorstrukturen in der Standard Model Effective Field Theory (Standardmodell der Teilchenphysik als Effektive Feldtheorie) erfordert mehr als die kanonische Dimension der Operatoren, da diese keine Informationen über die perturbative Expansion der zugrunde liegenden Quantenfeldtheorie bei hohen Energien enthalten. Obwohl dies in der Literatur seit vielen Jahren bekannt ist, steht hierzu ein konsistenter quantitativer Ansatz noch aus. In dieser Arbeit präsentieren wir eine Lösung für Operatoren der kanonischen Dimension sechs, die auf dem Konzept der chiralen Dimension basiert. Unsere Ergebnisse werden durch explizite analytische Berechnungen für zwei wichtige Beispiele an Hadronenbeschleunigern veranschaulicht, nämlich die Fusion von zwei Gluonen, die mit der Produktion eines Top-Quark-Paares einhergeht, und den Zerfall eines Higgs-Bosons in zwei Gluonen oder Photonen. Wir präsentieren kurze numerische Studien für beide Prozesse, um hypothetische Abweichungen vom Standardmodell abzuschätzen
Pilotprojekt „Telenotarzt Bayern“
Get PDFSteigende Einsatzzahlen im Rettungsdienst und zunehmender Ärztemangel erschweren die Sicherstellung der präklinischen notärztlichen Versorgung. Die Etablierung eines Telenotarztsystems über audiovisuelle Kommunikation mit einem Rettungswagen vor Ort kann das ‚arztfreie‘ Intervall am Notfallpatienten bei verlängerten Anfahrtszeiten des physikalischen Notarztes verkürzen. Durch delegierte medizinische Maßnahmen ergeben sich hieraus jedoch veränderte Aufgaben, Handlungsabläufe und medizinische Verantwortungen für das präklinische Rettungsdienstpersonal.
Um die Auswirkungen (erprobt durch ein halbjähriges Pilotprojekt im Rettungsdienstbereich Straubing) auf die Arbeitsbelastung und -zufriedenheit sowie die wahrgenommene Qualität der Patientenversorgung und Zusammenarbeit mit dem Telenotarzt zu untersuchen und auszuwerten wurde ein u.a. ein eigens entwickelter Fragebogen entwickelt und verwendet. Die Ergebnisse werden in der vorliegenden Dissertation dargelegt und diskutiert.
Stefan Schmerbeck promovierte am Institut für Notfallmedizin und Medizinmanagement der Ludwig-Maximilians-Universität im Fach der Humanbiologie. Während des Studiums des beruflichen Lehramts begann der ausgebildete Notallsanitäter als freier Dozent in der rettungsdienstlichen Ausbildung. Aktuell ist der Oberbrandrat als Schulleiter einer Rettungsdienstschule einer Berufsfeuerwehr tätig
Formal synthesis of partially-observable cyber-physical systems
Get PDFThis dissertation is motivated by the challenges arising in the synthesis of controllers for partially-observable cyber-physical systems (PO-CPSs). In the past decade, CPSs have become ubiquitous and an integral part of our daily lives. Examples of such systems range from autonomous vehicles, drones, and aircraft to robots and advanced manufacturing. In many applications, these systems are expected to do complex logic tasks. Such tasks can usually be expressed using temporal logic formulae or as (in)finite strings over finite automata. In the past few years, abstraction-based techniques have been very promising for the formal synthesis of controllers. Since these techniques are based on the discretization of state and input sets, when dealing with large-scale systems, unfortunately, they suffer severely from the curse of dimensionality (i.e., the computational complexity grows exponentially with the dimension of the state set). In order to overcome the large computa- tional burden, a discretization-free approach based on control barrier functions has shown great potential to solve formal synthesis problems. In this thesis, we provide a systematic approach to synthesize a hybrid control policy for partially-observable (stochastic) control systems without discretizing the state sets.
In many real-life applications, full-state information is not always available (due to the cost of sensing or the unavailability of the measurements). Therefore, in this thesis, we consider partially-observable (stochastic) control systems. Given proper state estimators, our goal is to utilize a notion of control barrier functions to synthesize control policies that provide (and potentially maximize) a lower bound on the probability that the trajectories of the partially-observable (stochastic) control system satisfy complex logic specifications such as safety and those that can be expressed as deterministic finite automata (DFA). Two main approaches are presented in this thesis to construct control barrier functions. In the first approach, no prior knowledge of estimation accuracy is needed. The second approach utilizes a (probability) bound on the estimation accuracy.
Though the synthesis procedure for lower-dimensional systems is challenging itself, the task is much more computationally expensive (if not impossible) for large-scale interconnected systems. To overcome the challenges encountered with large-scale systems, we develop approaches to reduce the computational complexity. In particular, by considering a large-scale partially-observable control system as an interconnection of lower-dimensional subsystems, we compute so-called local control barrier functions for subsystems along with the corresponding local controllers. By assuming some small-gain type conditions, we then utilize local control barrier functions of subsystems to compositionally construct an overall control barrier function for the interconnected system.
Finally, since closed-form mathematical models of many physical systems are either
unavailable or too complicated to be of any use, we also extend our work to the synthesis of safety controllers for partially-observable systems with unknown dynamics. To tackle this problem, we utilize a data-driven approach and construct control barrier functions and their corresponding controllers via sets of data collected from the output trajectories of the systems and the trajectories of the estimators.
To demonstrate the effectiveness of the proposed results in the thesis, we consider various case studies, such as a DC motor, an adaptive cruise control (ACC) system consisting of vehicles in a platoon, and a Moore-Greitzer jet engine model
Untersuchungen zur Geometrie und Kraftwirkung von klinisch relevanten ASD Occludern in Hinblick auf Dislokations- und Erosionsrisiken
Get PDFProduced and perceived interpersonal synchrony, social affiliation, and affect in dyadic interactions of individuals with and without Autism Spectrum Disorder
Get PDFDie Rolle der Interaktion von Megakaryozyten und Neutrophilen Granulozyten in Bezug auf die Thrombopoese
Get PDFDas Zusammenspiel von Neutrophilen Granulozyten und Thrombozyten wurde in den letzten Jahren ausgiebig erforscht und hat unter anderem zu dem Konzept der Immunothrombose geführt.
Auf Ebene der thrombozytären Vorläuferzellen, der Megakaryozyten, wurde die Emperipolesis beschrieben: eine Sonderform der Zell-Zell-Interaktion, bei der Neutrophile Granulozyten in die Megakaryozyten eindringen und sie durchwandern, wobei beide Zellen intakt und vital bleiben. Dieses Phänomen ist noch unvollständig verstanden, findet sich jedoch bei verschiedenen Pathologien gesteigert, so auch bei einem vermehrten Bedarf an Thrombozyten.
Dies führte uns zu der Hypothese, dass die Interaktion von Neutrophilen Granulozyten mit Megakaryozyten möglicherweise die Thrombopoese beeinflusst.
In dieser Arbeit konnten wir die Emperipolesis im murinen Modell beobachten und verifizieren, dass eine Antikörper-induzierte Thrombopenie ihr Auftreten steigert. Zur weiteren Analyse konnten wir erfolgreich eine Co-Kultur aus primären Megakaryozyten und Neutrophilen Granulozyten in vitro etablieren. Im Vergleich mehrerer Protokolle zeigte die Isolation aus fetalen Leberzellen (anders als positive bzw. negative Selektion) als einzige eine funktionsfähige Thrombopoese.
Mittels Videomikroskopie konnten wir eine physische Interaktion der Neutrophilen Granulozyten mit den Megakaryozyten beobachten, die vorwiegend an den langen Pro-Plättchen bildenden Ausläufern stattfand. Histomorphologische Auswertungen zeigten einen signifikanten Anstieg der Pro-Plättchen-formenden Megakaryozyten in Anwesenheit von Neutrophilen. Zur weiteren Analyse etablierten wir eine durchflusszytometrische Methode, um die entstehenden Pro-Plättchen und Plättchen anhand ihres doppelt-positiven Signals für CD41 / CD42d trotz ihrer heterogenen Größe zu quantifizieren. Unsere Methode validierten wir mit Sphingosin-1-phosphat (S1P), welches vorbeschrieben die Bildung und Abschnürung von (Pro-)Plättchen steigert, und fanden ebenfalls einen signifikanten Anstieg der Thrombopoese in Anwesenheit von Neutrophilen Granulozyten.
Zusammenfassend konnten wir erfolgreich eine Co-Kultur aus primären Megakaryozyten und Neutrophilen Granulozyten in vitro etablieren und an diesem Modell die physische Interaktion von Neutrophilen mit Megakaryozyten beobachten, sowie eine Steigerung der Thrombopoese nachweisen.
Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Neutrophile Granulozyten in bisher unbekannter Funktion zur Thrombopoese beitragen. Die etablierten Modelle und Methoden bilden eine Grundlage für weitere Studien zu diesem Phänomen