Digitales Repositorium der BTU Cottbus – Senftenberg
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Development of microparticle based detection methods for hydrophilic and amphiphilic biomarkers
No full textFür die Personalisierte Medizin wird eine präzise und schnelle Analyse relevanter kardiovaskulärer, Tumor- oder Autoimmunbiomarker in der heutigen Labordiagnostik immer wichtiger. Patienten sollen möglichst individuell und auf ihre Bedürfnisse abgestimmt behandelt werden. Mithilfe einfacher, tragbarer, zeit- und materialsparender Analysemethoden sollen in Zukunft die Ärzte durch automatisierte, multiparametrische Testsysteme unterstützt werden. Um diese Probleme adressieren zu können, ist es notwendig, Systeme zu entwickeln, die einen simultanen Nachweis von Protein-, Nukleinsäure-, und Lipidbiomarkern ermöglichen. Die vorliegende Dissertation setzt sich mit der Entwicklung mikropartikelbasierter Nachweissysteme für hydrophile und amphiphile Biomarker auseinander. Hierbei wurde ein mikropartikelbasierter Mikrofluidikchip zur Analyse von vier Protein- und DNAbasierten kardiovaskulären Biomarkern entwickelt. Dieser zeigt gegenüber der Verwendung einer Multiwellplatte eine Reduzierung der Zeit von 1 h auf 7 min, die Reduzierung von Patientenmaterial, aufgrund des Einsatzes geringer Volumina und eine erhöhte Sensitivität um einen Faktor von fünf gegenüber den Herstellerangaben der Biomarker. Die Analyse amphiphiler Biomarker wie Phospholipide oder Lipoproteine setzte die Verwendung hydrophober Mikropartikel voraus. Neuartige, fluoreszenzkodierte, hydrophobe Mikropartikel wurden hergestellt und anhand verschiedener Kriterien wie Verhalten in Puffersystemen, Hydrophobizität, Lösungsmittelstabilität und Fluoreszenz- und Größenverteilung charakterisiert. Mithilfe der typisierten hydrophoben Mikropartikel wurden amphiphile Biomarker, wie z. B. Anti-Phospholipid-Antikörper gegen Cardiolipin, welche bei Autoimmunerkrankungen, Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen eine Rolle spielen, an die Mikropartikeloberfläche gekoppelt. Ein aussagekräftiger Nachweis der Anti- Phospholipid-Antikörper konnte sowohl auf Membran- als auch Mikropartikelbasis entwickelt werden. Mit dem entwickelten Proof-of-Principle konnten erste Patientenseren analysiert und eine eindeutige Zuordnung der positiven und negativen Seren vorgenommen werden.For Personalised Medicine, precise and rapid analysis of relevant cardiovascular, tumour or autoimmune biomarkers is becoming increasingly important in today's laboratory diagnostics. Patients should be treated as individually as possible and tailored to their needs. With the help of simple, portable, time- and material-saving analytical methods, doctors should be supported in future by automated, multiparametric test systems. To address these problems, it is necessary to develop systems that allow simultaneous detection of protein, nucleic acid and lipid biomarkers. This dissertation deals with the development of microbead-based detection systems for hydrophilic and amphiphilic biomarkers. A microbead-based microfluidic chip was developed for the analysis of four protein- and DNA-based cardiovascular biomarkers. Compared to the use of a multiwell plate, this shows a reduction in time from 1 h to 7 min, the reduction of patient material due to the use of low volumes and an increased sensitivity by a factor of five compared to the biomarker manufacturer's specifications. The analysis of amphiphilic biomarkers such as phospholipids or lipoproteins required the use of hydrophobic microbeads. Novel, fluorescence-encoded, hydrophobic microbeads were prepared and characterised using various criteria such as behaviour in buffer systems, hydrophobicity, solvent stability and fluorescence and size distribution. Using the typed hydrophobic microbeads, amphiphilic biomarkers, such as anti-phospholipid antibodies against cardiolipin, which play a role in autoimmune diseases, cancer and cardiovascular diseases, were coupled to the microbead surface. A meaningful detection of the anti-phospholipid antibodies could be developed on both membrane and microbead basis. With the developed proof-of-principle, first patient sera could be analysed and a clear assignment of positive and negative sera could be made
Horizontale Adress-Bit Seitenkanalangriffe gegen ECC und geeignete Gegenmaßnahmen
No full textIn this work we investigated the resistance of different kP implementations based on the Montgomery ladder against horizontal, i.e. single trace, attacks. Applying statistical methods for the analysis we were able to reveal the secret value k completely. The reason causing the success of our attacks is the key-dependent addressing of the registers and other design blocks, which is an inherent feature of binary kP algorithms. This dependency was successfully exploited in the past by Itoh et al. analyzing many hundreds of kP traces, i.e. this attack is a vertical address-bit differential power analysis attack against Montgomery ladder. The vulnerability of the Montgomery ladder against horizontal address-bit attacks was detected and demonstrated during our investigations. We were able to reveal the scalar k exploiting the address-bit vulnerability in single trace attacks using not only statistical methods, but also Fourier transform, selected clustering methods as well as one of the simplest methods – the automatized simple SCA. We performed successful horizontal address-bit SCA attacks against both types of ECs, i.e. against highly regular Montgomery ladder and against a binary kP algorithm implementing atomic patterns. The success of our attacks shows that the regularity and atomicity principles are not effective against horizontal address-bit attacks. As a means for reducing the attack success, we investigated the hiding ability of the field multiplier which is usually the largest block of kP designs. We implemented our field multiplier for ECs over prime fields corresponding to the 4-segment Karatsuba multiplication formula that reduces the execution time and the energy consumption for a kP operation by about 40 % in comparison to multipliers exploiting the classical multiplication formula. However, the energy consumption per clock remained in our multiplier without significant changes, i.e. the protective hiding properties of the multiplier as a noise source were not decreased. Another advantage of our field multiplier is its inherent resistance to horizontal collision attacks, in contrast to multipliers based on the classic multiplication formula. Additionally, we proposed regular scheduling for the block addressing as an effective strategy for reducing the success of horizontal address-bit attacks. Combining this approach with the hiding features of the field multipliers can increase the resistance of the kP designs for both types of ECs against a broad spectrum of SCA attacks. The mentioned analysis methods can be successfully applied for determining SCA leakage sources in the early design phase.In dieser Arbeit haben wir die Resistenz verschiedener, auf der Montgomery-Ladder-basierenden, kP-Implementierungen gegen Single-Trace-Angriffe untersucht. Single-Trace-Angriffe sind auch als horizontale Angriffe bekannt. Mittels statistischer Analyse wurde der Wert des Skalars k in unseren Angriffen erfolgreich extrahiert. Die Ursache des Erfolges unserer Angriffe ist die schlüsselabhängige Adressierung der Register und Designblöcke, die ein inhärenter Teil der binären kP-Algorithmen ist. Diese Abhängigkeit wurde in der Vergangenheit von Itoh et al. erfolgreich verwendet, um den geheimen Skalar k mittels differenzieller Analyse mehrerer Traces zu extrahieren. Dieser Angriff ist als vertikale Adress-Bit Differential Power Analyse gegen die Montgomery-Ladder bekannt. Die Vulnerabilität des Montgomery-Ladders im Hinblick auf horizontale Adress-Bit Seitenkanalangriffe wurde im Rahmen unserer Untersuchungen entdeckt und demonstriert. Wir haben für das Extrahieren des Skalars k nicht nur statistischen Analyse-Methoden, sondern auch die Fourier-Transformation, ausgewählte Clustering-Methoden sowie simple Seitenkanalangriffe erfolgreich verwendet. Die horizontalen Adress-Bit Angriffe wurden erfolgreich gegen beide Arten der elliptischen Kurven durchgeführt. Angegriffen wurde nicht nur die hochreguläre Montgomery Ladder für die ECs über GF(2n), sondern auch ein atomic pattern kP-Algorithmus für die ECs über GF(p). Der Erfolg der durchgeführten Angriffe demonstriert, dass die regularity und atomicity Prinzipien als alleinige Gegenmaßnahmen gegen horizontale Angriffe nicht wirksam sind. Als eine weitere Schutzmaßnahme wurde in dieser Arbeit die Aktivität des Feldmultiplizierers vorgeschlagen und untersucht. Der Feldmultiplizierer ist der größte Block in kP-Designs, und kann somit als eine interne Rauschquelle genutzt werden, um die Aktivität anderer Designblöcke zu verbergen. Wir haben den Feldmultiplizierer für ECs über Primkörper nach der 4-Segment-Karatsuba-Multiplikationsformel implementiert. Das reduziert die Ausführungszeit und – dementsprechend auch – den Energieverbrauch für eine kP-Operation um etwa 40 % im Vergleich zur klassischen Multiplikationsformel. Der Energieverbrauch pro Takt bleibt aber ohne wesentliche Änderungen, d.h. die Schutzeigenschaften des Multiplizierers als Rauschquelle wurden nicht beeinträchtigt. Ein weiterer Vorteil unseres Multiplizierers ist seine inhärente Resistenz gegen horizontale Korrelationsangriffe, im Gegensatz zu den Multiplieren auf Basis der klassischen Multiplikationsformel. Außerdem wurde hier eine regelmäßige Adressierung der Designblöcke als effektive Strategie zur Reduzierung des Erfolgs horizontaler Adress-Bit Angriffe vorgeschlagen, implementiert und untersucht. Die Kombination der regelmäßigen Adressierung mit den Hiding-Eigenschaften des Feldmultiplizierers kann die Resistenz der in Hardware implementierten kP-Designs gegen ein breites Spektrum von Seitenkanalangriffen signifikant erhöhen
Ein methodologisches Modellierungskonzept zur Bewertung des zukünftigen Hochwasserrisikos in Einzugsgebieten von Küstenflüssen ohne ausreichende Messdatenlage in Südostasien
No full textUngauged and data-scarce coastal river catchments, small and medium-sized ones in particular, are popular worldwide, especially in developing countries in Southeast Asia. In general, coastal river catchments are exposed to various coastal hazards such as fluvial floods, typhoons, and sea-level rise. In addition, climate change and socio-economic development will substantially change global flood risks. However, in scientific research, flood risk and future flood risk assessments in such coastal river catchments have not been significantly considered. Therefore, the overall objective of this thesis is to propose an innovative methodological framework for modeling and evaluating flood risk in such river catchments in the future under the impacts of climate change, sea-level rise, and land-use change based on using numerical models (hydrological models and land-use change models) and remote sensing data (satellite images and precipitation) in combination with other state-of-the-art methods, tools and models, and new approaches, such as flood risk assessment methods, regionalization methods, and statistical downscaling methods. The proposed framework was adopted, applied, and validated successfully for a case study - Tra Bong River Catchment - on the south-central coast of Vietnam as a test application. The main conclusion of this research is that the proposed framework can provide valuable information and projections of changing future flood risk associated with climatic and socio-economic changes in ungauged and data-scarce coastal river catchments. The proposed framework is designed with free model and method choices, meaning that it can apply different methods and tools for each step depending on the natural characteristics of river catchments, data collection, tools, and understanding of models, etc. Finally, this research can be used as a technical reference for designing and building national, regional, or local frameworks/guidelines for assessing future flood risk in ungauged and data-scarce coastal river catchments in Vietnam and other countries in Southeast Asia.Einzugsgebiete von Küstenflüssen ohne ausreichende Messdatenlage sind weltweit vorzufinden, unter anderem vor allem in den Entwicklungsländern wie in Südostasien in Vietnam, wo sie typisch für die Einzugsgebiete im zentralen Küstenbereich des Landes sind. Im Allgemeinen sind Einzugsgebiete von Küstenflüssen verschiedenartigen Naturgefahren wie z.B. Überschwemmungen durch Flüsse, Auswirkungen von Taifunen oder dem Anstieg des Meeresspiegels ausgesetzt. Darüber hinaus führen der Klimawandel und sozioökonomische Entwicklungen zu erheblichen Veränderungen des Hochwasserrisikos. Allerdings wurde die Bewertung des aktuellen Hochwasserrisikos und der zukünftiger Hochwasserrisiken für derartige Einzugsgebiete von Küstenflüssen mit unzureichender Datenlage aufgrund fehlender Messsysteme in der Forschung bisher nicht ausreichend untersucht. Aus diesem Grund ist das übergeordnete Ziel dieser Arbeit, ein methodologisches Modellierungskonzept für die Modellierung und Bewertung des zukünftigen Hochwasserrisikos in solchen Einzugsgebieten unter Berücksichtigung des Klimawandels, des Meeresspiegelanstiegs und der Landnutzungsänderungen vorzuschlagen. Dabei werden numerische Modelle (hydrologische Modelle und Landnutzungsänderungsmodelle), Fernerkundungsdaten (Satellitenbilder und Niederschlag) in Kombination mit anderen verfügbaren Methoden, Werkzeugen und Modellen sowie neuen Ansätzen wie Hochwasserrisikobewertungsmethoden, Regionalisierungsmethoden und statistischen Downscaling-Methoden berücksichtigt. Das neue methodische Modellierungskonzept wird für eine exemplarische Fallstudie (Tra Bong River Catchment) an der südlichen Zentralküste Vietnams angepasst, angewendet und bewertet. Die Dissertation zeigt als wesentliches Ergebnis, dass das vorgeschlagene methodische Modellierungskonzept in der Lage ist, notwendige Informationen und Projektionen für zukünftige Hochwasserrisiken in Verbindung mit klimatischen und sozioökonomischen Veränderungen in Einzugsgebieten von Küstenflüssen ohne ausreichende Messdatenlage liefern zu können. Das Konzept ist so aufgebaut, dass die spezifischen Modelle und Methoden für die Anwendung frei wählbar sind, d.h. es können für die Modellierungsschritte je nach den spezifischen Merkmalen des Einzugsgebiets andere Methoden und Modellwerkzeuge verwendet werden. Darüber hinaus kann die Arbeit als technische Referenz für den Entwurf und die Erstellung nationaler oder regionaler (Rahmen-) Richtlinien für die Bewertung des zukünftigen Hochwasserrisikos in Einzugsgebieten von Küstenflüssen ohne ausreichende Messdatenlage in Vietnam und anderen Ländern in Südostasien verwendet werden
Amtliches Mitteilungsblatt der BTU Cottbus–Senftenberg, 2023,05 (18.04.2023)
No full textErste Änderungssatzung vom 21. Februar 2023 zur Beitragsordnung der Studierendenschaft der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus–Senftenberg für das Sommersemester 2022 und das Wintersemester 2022/2023 vom 18. Oktober 2022 (Amtliches Mitteilungsblatt 25/2022 vom 28. Oktober 2022
On the scientific yield of transdisciplinary research : potentials and challenges of social science collaborative projects
No full textMit zunehmender Bestimmtheit stellt sich den großen sozialen, ökologischen und ökonomischen Fragen des 21. Jahrhunderts die Vision einer Großen Transformation der Gesellschaft gegenüber. An der Stelle von Politik und Staatlichkeit als legitimierten, regulierenden Instanzen steht in dieser Vision eine breite Allianz gesellschaftlicher Akteure aus Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. U.a. differenzierungstheoretisch informierte Kritiken beleuchten den außerwissenschaftlichen Referenzrahmen, der bestimmt, was als sozial robustes Wissen am Ende eines transdisziplinären oder transformativen Forschungsprozesses stehen sollte. Im Fokus der vorliegenden empirischen Untersuchung stehen öffentlich geförderte Projekte der Arbeits- und Organisationsforschung im Verbund aus Sozialwissenschaftler*innen, Vertreter*innen anderer Disziplinen sowie Beteiligten aus Unternehmen, Verbänden und Bildungseinrichtungen. Aus der Perspektive der Akteurszentrierten Differenzierungstheorie Uwe Schimanks wird Verbundforschung als intra- und intersystemische Verhandlungskonstellation verstanden. Den methodischen Kern des Fallstudien-Ansatzes bilden qualitative Interviews mit Verbundbeteiligten der diversen wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Partner ausgewählter Verbundprojekte. Es wird danach gefragt, welchen besonderen Bedingungen sozialwissenschaftliche Forschung im Rahmen dieser Verbundformate unterliegt, wie die beteiligten Sozialwissenschaftler*innen diese hinsichtlich ihrer wissenschaftlichen Wirkungen bewerten und welche (Ko-)Evolutionsstrategien sie verfolgen, um wissenschaftlichen Nutzen zu erzielen. Die Untersuchung zeigt, dass sich aus der gemeinsamen Entwicklung von Gestaltungsansätzen mit den Anwendungspartnern ein weitreichender Einblick in Arbeit und Organisation ergibt und auf dieser Basis ein spezifisches, qualitativ dichtes Wissen entsteht. Gestaltungsanforderungen binden jedoch Arbeitskapazitäten, die für die wissenschaftliche Elaboration oft fehlen. Die Forschenden hinterfragen die Transferanforderung dabei nicht grundsätzlich, sondern kritisieren Umfang, förderpolitisch vorgegebene Formate und deren Transfereffekte. Die vorliegende Arbeit bietet qualitative empirische Schlaglichter auf einen bisweilen stark programmatisch diskutierten Gegenstand und ordnet diese gesellschaftstheoretisch ein. Der entstandene Brückenschlag zwischen soziologischer Gesellschaftstheorie und empirischer Wissenschaftsforschung bietet Anschlüsse für weitere Untersuchungen: Agile und responsive Formate von Forschung, Entwicklung und Transfer und komplexer werdende Akteurskonstellationen erhöhen den Möglichkeitsraum aller Beteiligten. Umso wichtiger wird es, die diversen Handlungsrationalitäten der Verbundpartner und sich ergebende Intentionsinterferenzen systematisch in den Blick zu nehmen, um die ko-evolutiven Effekte transdisziplinärer und transformationsorientierter Forschung zu erhöhen.With increasing certainty, the vision of a great transformation of society faces the major social, ecological and economic questions of the 21st century. In this vision, a broad alliance of social actors from science, politics, business and society takes the place of politics and statehood as legitimate, regulating instances. Criticisms informed by differentiation theory illuminate the extra-scientific frame of reference that determines what should stand as socially robust knowledge at the end of a transdisciplinary or transformative research process. The focus of the present empirical study is on publicly funded projects of work and organizational research in a consortium of social scientists, representatives of other disciplines and participants from companies or f.e. educational institutions. From the perspective of Uwe Schimank’s actor-centered differentiation theory, collaborative research is understood as an intra- and intersystemic negotiation constellation. The methodological core of the case study approach consists of qualitative interviews with consortium participants from the various scientific and non-scientific partners of selected consortium projects. It is asked what special conditions social science research is subject to within the framework of these consortium formats, how the participating social scientists evaluate them with regard to their scientific effects and what (co-)evolutionary strategies they pursue to achieve scientific benefit. The study shows that the joint development of design approaches with the application partners results in a far-reaching insight into work and organization and on this basis a specific, qualitatively dense knowledge emerges. However, design requirements bind work capacities that are often lacking for scientific elaboration. The researchers do not fundamentally question the transfer requirement, but criticize the scope, formats and their transfer effects. The present work offers qualitative empirical spotlights on a sometimes strongly programmatic discussed object and classifies it sociologically. The resulting bridge between social theory and empirical science research offers connections for further studies: Agile and responsive formats of research, development and transfer and increasingly complex actor constellations increase the possibility space for all participants. It becomes all the more important to systematically take into account the diverse action rationalities of the consortium partners and the resulting intention interferences in order to increase the co-evolutionary effects of transdisciplinary and transformation-oriented research
Entwurf und Leistungsbewertung einer kinetischen Fassade auf Basis einer minimalen Oberfläche im Kontext aktueller und prognostizierter Klimaveränderungen : Fallstudie in drei Klimaregionen
No full textThe current global warming caused by the enormous negative effects of climate change rings alarm bells to humanity. It requires a colossal cooperation of scientific researchers and practitioners in all professions to invent innovating solutions to reduce the impact of global warming. In fact, the use of kinetic facades in architecture helps to save up to 50% of energy used in office space and to reduce 20% of CO2 emissions of entire building. Thus, how effective can the use of kinetic facades be in different climate regions? This research employs Grasshopper to design kinetic facades based on Minimal surfaces. DIVA 4.1 and LadyBug software based on the EnergyPlus are used to generate output data of energy use for cooling system of kinetic facade and 06 conventional facades in Berlin, Ho Chi Minh and Las Vegas in two SRES scenarios (A1FI and B1) of the IPCC in 2020, 2050 and 2080. The output data shows that the performance of the kinetic facade is approximately 40% higher than the facade with high-performance double glazing. Meaning, there is great potential to apply kinetic facades in various places on Earth in the current context of severe climate change.Die aktuelle globale Erwärmung, die durch die enormen negativen Auswirkungen des Klimawandels verursacht wird, lässt bei der Menschheit die Alarmglocken schrillen. Es erfordert eine kolossale Zusammenarbeit von wissenschaftlichen Forschern und Praktikern aller Berufsgruppen, um innovative Lösungen zu finden, um die Auswirkungen der globalen Erwärmung zu verringern. Tatsächlich trägt der Einsatz kinetischer Fassaden in der Architektur dazu bei, bis zu 50 % des Energieverbrauchs in Büroräumen und 20 % der CO2-Emissionen des gesamten Gebäudes einzusparen. Wie effektiv kann also der Einsatz kinetischer Fassaden in verschiedenen Klimaregionen sein? Diese Forschung nutzt Grasshopper, um kinetische Fassaden auf der Grundlage von Minimalflächen zu entwerfen. DIVA 4.1 und die auf EnergyPlus basierende LadyBug-Software werden verwendet, um Ausgangsdaten des Energieverbrauchs für das Kühlsystem der kinetischen Fassade und 06 konventioneller Fassaden in Berlin, Ho-Chi-Minh-Stadt und Las Vegas in zwei SRES-Szenarien (A1FI und B1) des IPCC zu generieren 2020, 2050 und 2080. Die Ausgabedaten zeigen, dass die Leistung der kinetischen Fassade etwa 40 % höher ist als die der Fassade mit Hochleistungs-Doppelverglasung. Das bedeutet, dass im aktuellen Kontext des starken Klimawandels ein großes Potenzial für den Einsatz kinetischer Fassaden an verschiedenen Orten auf der Erde besteht
Fagus sylvatica und Quercus pyrenaica: zwei Nachbarn mit wenigen Gemeinsamkeiten
No full textThe Iberian Peninsula comprises one of the largest boundaries between Mediterranean and Eurosiberian vegetation, known as sub-Mediterranean zone. This ecotone hosts many unique plant species and communities and constitutes the low-latitude (warm) margin of numerous central European species which co-occur with Mediterranean vegetation. Two of the main species found in this region are the Eurosiberian European beech (Fagus sylvatica L.) and the Mediterranean Pyrenean oak (Quercus pyrenaica Willd.). It remains unclear how the different physiological and adaptive strategies of these two species reflect their niche partitioning within a sub-Mediterranean community and to what extent phenotypic variation (intraspecific variability) is driving niche partitioning across Eurosiberian and Mediterranean species. We quantified functional niche partitioning, based on the n-dimensional hypervolume to nine traits related to resource acquisition strategies (leaf, stem and root) plus relative growth rate as an additional whole-plant trait, and the environmental niche similarity between Pyrenean oak and European beech. Further, we analyzed the degree of phenotypic variation of both target species and its relationship with relative growth rates (RGR) and environmental conditions. Plant recruitment was measured for both target species as a proxy for the average fitness. Species’ functional space was highly segregated (13.09% overlap), mainly due to differences in niche breadth (59.7%) rather than niche replacement (25.6%), and beech showed higher trait variability, i.e., had larger functional space. However, both species shared the environmental space, i.e., environmental niches were overlapped. Most plant traits were not related to abiotic variables or RGR, neither did RGR to plant traits. Both target species share similar environmental space, however, show notably different functional resource-use strategies, promoting a high complementarity that contributes to maintaining a high functionality in sub-Mediterranean ecosystems. Therefore, we propose that conservation efforts be oriented to preserve both species in these habitats to maximize ecosystem functionality and resilience.Die Iberische Halbinsel bildet eine der größten Grenzen zwischen der mediterranen und der eurosibirischen Vegetation, die als submediterrane Zone bekannt ist. Dieser Ökoton beherbergt viele einzigartige Pflanzenarten und -gemeinschaften und bildet den (warmen) Randbereich zahlreicher mitteleuropäischer Arten, die gemeinsam mit der mediterranen Vegetation vorkommen. Zwei der wichtigsten Arten in dieser Region sind die eurosibirische Rotbuche (Fagus sylvatica L.) und die mediterrane Pyrenäeneiche (Quercus pyrenaica Willd.). Es bleibt unklar, wie die unterschiedlichen physiologischen und adaptiven Strategien dieser beiden Arten ihre Nischenaufteilung innerhalb einer submediterranen Gemeinschaft widerspiegeln und inwieweit phänotypische Variation (intraspezifische Variabilität) die Nischenaufteilung zwischen eurosibirischen und mediterranen Arten vorantreibt. Der Funktionsraum der Arten war stark segregiert (13,09 % Überlappung), was hauptsächlich auf Unterschiede in der Nischenbreite (59,7 %) und nicht auf Nischenersatz (25,6 %) zurückzuführen war, und die Buche wies eine höhere Merkmalsvariabilität auf, d. h. sie hatte einen größeren Funktionsraum. Allerdings teilten sich beide Arten den Umweltraum, d. h., die Umweltnischen überschnitten sich. Die meisten Pflanzenmerkmale standen nicht in Beziehung zu abiotischen Variablen oder RGR, ebenso wenig wie RGR zu Pflanzenmerkmalen. Beide Zielarten teilen sich einen ähnlichen Lebensraum, zeigen jedoch deutlich unterschiedliche funktionale Ressourcennutzungsstrategien, was eine hohe Komplementarität fördert, die zur Aufrechterhaltung einer hohen Funktionalität in submediterranen Ökosystemen beiträgt. Daher schlagen wir vor, die Schutzbemühungen auf die Erhaltung beider Arten in diesen Lebensräumen auszurichten, um die Funktionalität und Widerstandsfähigkeit der Ökosysteme zu maximieren
1. Memristor-Symposium 2023
No full textThe 1.Memristor-Symposium was held from 27-28.02.2023 in Bamberg. Young scientists and PhD students presented their research and covered several topics regarding ongoing memristive research in Germany. Several talks on the topic of memristive devices, their testing, modeling and usage were presented and discussed, covering the whole vertical integration from material and divice up to application level.Das 1.Memristor-Symposium fand am 27. und 28.02.2023 in Bamberg statt. Junge Wissenschaftler*innen und Doktorant*innen präsentierten dort ihre aktuelle Arbeit und deckten dabei mehrere Themengebiete aus der memristiven Forschung in Deutschland ab. Die Vorträge kommen aus dem Bereich der memristiven Bauteile, deren Test, Modellierung und Anwendung und decken dabei die volle vertikale Integration von Materialforschung über Bauteile bis hin zur Anwendungsebene ab
Landfills as future mining
No full textDer vorliegende Review Artikel thematisiert die Rückführung von abgelagerten Ressourcen aus Deponien und es werden verschiedene Deponieklassen in Anlehnung an die deutsche Deponieverordnung erläutert. Deutschland dient als positives Beispiel für die Errichtung sicherer Deponien, welche je nach Ablagerungsmaterial in unterschiedliche Deponieklassen unterteilt werden. Trotz der fortschrittlichen Ablagerung im internationalen Vergleich ist der Unterhalt einer solchen Deponie als nicht nachhaltig einzustufen. Die Rückgewinnung von Ressourcen ist eine Möglichkeit, die Nachhaltigkeit zu erhöhen. Allerdings ist es umständlich, Deponien zurückzubauen und den Abfall zu sortieren sowie aufzubereiten. Durch verschiedene Aufbereitungsverfahren kann zwischen unterschiedlichen Abfallarten differenziert und so der Output an die gegebene Situation angepasst werden. Unter den verschiedenen Wertstofffraktionen versprechen insbesondere Metalle einen großen Erlös beim Weiterverkauf. Bei Nichtmetallen steht die energetische Nutzung im Vordergrund. Neben den betraglichen Erlösen sind Opportunitätskosten von großer Bedeutung. Neben vermiedenen Kosten für die Instandhaltung werden auch sozialen und ökologischen Folgen reduziert. So können Landflächen zurückgewonnen werden, die als Baugrund genutzt werden können. Die effektive Verwertung von Abfall führt zu einer Reduktion, wodurch die ökologischen Folgen von zu viel Abfall eingegrenzt werden. Deponiebergbau findet schon in vielen Regionen der Welt seine Anwendung. In Anbetracht der Tatsache, dass die Ressourcenknappheit und der steigende Bedarf eine Einschränkung im Konsum hervorrufen können, wird die weitere Erforschung und die technische Umsetzung des Deponiebergbaus zunehmend wichtig.This review article addresses the recovery of deposited resources from landfills and explains different landfill classes based on the German Landfill Ordinance. Germany serves as a positive example for the construction of safe landfills, which are divided into different landfill classes depending on the material deposited. In spite of the advanced landfill in international comparison, the maintenance of such a landfill can be classified as unsustainable. Resource recovery is one way to increase sustainability. However, it is cumbersome to deconstruct landfills and to sort and process the waste. Different processing methods can be used to differentiate between different types of waste and thus adapt the output to the given situation.
Among the various recyclable fractions, metals in particular promise a large revenue when resold. In the case of non-metals, the focus is on energy recovery. In addition to the revenue in terms of amount, opportunity costs are of great importance. In addition to avoided costs for maintenance, social and ecological consequences are also reduced. Thus, land areas can be reclaimed, which can be used as building ground. The effective recycling of waste leads to a reduction, which limits the ecological consequences of too much waste. Landfill mining is already used in many regions of the world. Considering that the scarcity of resources and the increasing demand may cause a restriction in consumption, further research and technical implementation of landfill mining is becoming increasingly important
Der geometrische Entwurf der 'radikalen' Gewölbe Christoph Dientzenhofers
No full textChristoph Dientzenhofer (1655–1722) is considered one of the most important Baroque master builders of Central Europe. From his extensive architectural oeuvre, a group of six church buildings with geometrically complex forms stands out, recognised by architectural historians as particularly innovative and influential. These churches, located in Bohemia (Czech Republic), and often collectively referred to as the ‘radical’, ‘dynamic’, ‘Guarinesque’, or simply ‘Bohemian’ group, are: St. Joseph in Obořiště (1702–11), the Castle Church in Smiřice (1702–11), St. Nicholas in the Lesser Town of Prague (1703–11), St. Clare in Cheb (1707–11), St. Margaret in Břevnov (1708–16), and the Church of the Holy Assumption in Nová Paka (1709–24). The brick vaults of these six buildings, sequences of oval domes and double-curved vault areas, are of particular interest for building research. In this study, the geometric design of the vaults of Dientzenhofer’s ‘radical’ churches is documented, analysed, and compared using 3D laser scans of the buildings as primary source. The 3D models generated from the scans enable a geometric analysis through the method of reverse geometric engineering, breaking down the vaults’ complex three-dimensional forms into their basic two-dimensional components: segments of circles with different radii and orientations, curved in one or two directions. These forms can be found in the architectural and stereotomic treatises that were widespread at the time. By comparing the vault geometry of the six churches with each other and with the geometric concepts discussed in the treatises, general statements can be made about the architect’s design choices. On the basis of this investigation, hypotheses are made about the design and underlying geometric ideas of the vaults of Dientzenhofer’s ‘radical group’, and the results are placed in context.Christoph Dientzenhofer (1655–1722) gilt als einer der bedeutendsten Barockbaumeister Mitteleuropas. Aus seinem umfangreichen architektonischen Werk ragt eine Gruppe von sechs Kirchenbauten mit geometrisch komplexen Formen heraus, die von Architekturhistorikern als besonders innovativ und einflussreich angesehen wird. Diese Kirchen, die in Böhmen (Tschechische Republik) stehen und oft als "radikale", "dynamische", "guarineske" oder einfach "böhmische" Gruppe bezeichnet werden, sind: St. Joseph in Obořiště (1702–11), die Schlosskirche in Smiřice (1702–11), St. Niklas auf der Prager Kleinseite (1703–11), St. Klara in Cheb (1707–11), St. Margaretha in Břevnov (1708–16) und Mariä Himmelfahrt in Nová Paka (1709–24). Die Backsteingewölbe dieser sechs Gebäude, Abfolgen von ovalen Kuppeln und doppelt gekrümmten Gewölbeflächen, sind für die Bauforschung von besonderem Interesse. In dieser Studie wird die geometrische Gestaltung der Gewölbe von Dientzenhofers "radikalen" Kirchen anhand von 3D-Laserscans der Gebäude als Primärquelle dokumentiert, analysiert und verglichen. Die aus den Scans generierten 3D-Modelle ermöglichen eine geometrische Analyse durch die Methode des Reverse Geometric Engineering, bei der die komplexen dreidimensionalen Formen der Gewölbe in ihre grundlegenden zweidimensionalen Komponenten zerlegt werden: Kreissegmente mit unterschiedlichen Radien und Ausrichtungen, die in eine oder zwei Richtungen gekrümmt sind. Diese Formen finden sich in den zur Bauzeit weit verbreiteten architektonischen und stereotomischen Traktaten wieder. Durch den Vergleich der Gewölbegeometrie der sechs Kirchen untereinander und mit den in den Traktaten behandelten geometrischen Konzepten lassen sich allgemeine Aussagen über die Entwurfsentscheidungen des Architekten treffen. Auf der Grundlage dieser Untersuchung werden Hypothesen über die Gestaltung und die zugrundeliegenden geometrischen Konzepte der Gewölbe der "radikalen Gruppe" Dientzenhofers aufgestellt und die Ergebnisse in einen Kontext gesetzt