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Review of DC microgrid design, optimization, and control for the resilient and efficient renewable energy integration
No full textDue to the dominance of renewable energy sources and DC loads, modern power distribution systems are undergoing a transformative shift toward DC microgrids. Therefore, this article is structured to present information on the design, optimization, control, and management of DC microgrids, demonstrating that DC systems have superseded AC systems across power production, transmission, and distribution. The core cause of this superiority is the DC microgrid’s scalability, flexibility, and ease of control. This review is focused on the structural analysis, intelligent and management schemes, market employability, and reliability analysis of a DC microgrid. After this work, some methods are presented that ensure the engineered DC microgrid remains robust to various environmental and operational conditions throughout its service life. The article is enriched with methodological flowcharts and block diagrams, from which design insights can be gained to design a reliable, resilient, robust DC microgrid. The article ends with an indication of how the future energy landscape will look, with the realization of modern technologies through DC microgrids
Combined biochar and compost or P applications improve soybean yield and inoculation in tropical acidic soil
No full textMost crops grown in tropical savanna ecosystems have a 30%–60% yield gap, primarily due to poor soil fertility, low nutrient bioavailability, and limited effectiveness of conventional fertilization practices. This study used an integrated soil management approach involving inoculant and rice husk biochar combined with compost or phosphorus fertilizer for soil fertility improvement, soybean () growth, and grain production. In the Guinea savannah zones of Ghana, we conducted a two-factorial pot experiment under greenhouse conditions. The treatments were as follows: (i) 1% w/w (20 t ha) rice husk biochar (B); (ii) 0.5% w/w (10 t ha) compost (CM); (iii) co-application of 0.5% w/w (10 t ha) biochar with compost (B + CM); (iv) rock phosphate (B + RP); and (v) triple superphosphate (B + TSP) at 0.5% w/w (10 t ha), 0.003% w/w (0.06 t ha), and 0.003% w/w (0.06 t ha), respectively. Non-inoculated and inoculated soybeans were grown for 91 days. Soybean yield indicators and soil chemical fertility were measured. A significant increase in pH, cation exchange capacity, and P availability was observed in combined biochar treatment with compost or P sources, resulting in increased grain production. Compared to the non-inoculated plant, increased nodule numbers of plants grown in soils treated with B (+26), B + CM (+53), B + RP (+39), and B + TSP (+40). The combined biochar and compost amendment was superior, producing 93 nodules per plant compared with 51 in the control. Combined biochar and compost treatments most effectively minimized soil-limiting factors for soybean nodulation and grain production in weathered tropical acidic soils
Insight into MoC nanoplates growth by means of scanning electrochemical cell microscopy for high-resolution electrocatalytic hydrogen evolution activity mapping
No full textMolybdenum carbides have emerged as promising catalysts for the hydrogen evolution reaction (HER). While numerous studies have investigated synthesis methods, structural properties, and their application, the understanding of their local electrochemical behavior and the correlation between particle size and activity remains elusive. This study addresses this gap by carrying out a comprehensive investigation of the HER activity of well-defined morphologies and sizes of -MoC nanoplates, grown via chemical vapor deposition. Scanning electrochemical cell microscopy (SECCM) is employed for high-resolution HER mapping on flakes with dimensions ranging from 1 m to 40 m in lateral size, using SECCM capillaries with 130 nm tip diameter. Our findings reveal a significant variability in the HER activity at the subparticle level, suggesting that the heterogeneous activity observed in pristine flakes larger than 10 m is due to an addition of effects caused by the long-term growth, such as step-edge formation, MoC oxidation, and the presence of residual graphene. This study underscores the importance of local characterization of individual MoC nanoplates, shedding light on the impact of size-dependence on the HER activity
SiGe-based circuit and system design for THz MIMO radar applications
No full textRadargestützte Sensoranwendungen stoßen in verschiedenen technischen Bereichen auf zunehmendes Interesse, was die Frage aufwirft, welche Schaltungs- und Systemansätze die Ortungsgenauigkeit verbessern können. Diese kumulative Dissertation untersucht Silizium-Germanium-basierte Schaltungen für Ein- und Mehrkanal-Radarsysteme sowie den Entwurf von MIMO-Radarsystemen, die auf eine Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit abzielen. Hierbei werden drei Technologien verwendet: B11HFC und B12HFC von der Infineon Technology AG sowie SG13G3 vom Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP). Im Mittelpunkt stehen der Entwurf von Hochfrequenzschaltungen, die Amplituden- und Phasenkontrolle in Mehrkanalsystemen und die Entwicklung skalierbarer MIMO-Radarsysteme
Wertigkeit der klinischen Anwendbarkeit von Fragebögen der axialen Spondyloarthritis und der rheumatoiden Arthritis bei Patienten mit Fibromyalgiesyndrom
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Die Krankheitsbilder des Fibromyalgiesyndroms (FMS) und der axialen Spondyloarthritis (axSpA) können sich in ihrem klinischen Erscheinungsbild überschneiden. Ziel der Arbeit war es daher, zu untersuchen, inwieweit axSpA-spezifische Fragebögen von einem FMS beeinflusst werden.
Es wurden 300 Patienten mit FMS, axSpA und RA untersucht und befragt. Die RA-Gruppe diente als Kontrollgruppe.
Ein sekundäres Fibromyalgiesyndrom führte bei Patienten mit einer axSpA in fast allen Bewertungen zu einer negativen Beeinflussung der Einzel-Parameter in den standardisierten Assessments.
Ein FMS führt zu signifikant höheren Werten der Einzelparameter bei den verwendeten axSpA-spezifischen Assessments. Dies zeigt die Relevanz einer Fibromyalgie-Diagnose, um Fehlinterpretationen der Scores zu vermeiden
Quantitative proteome and phosphoproteome analysis of the EGFR signal transduction pathway in colorectal cancer
No full textErworbene Resistenzen zusammen mit frühen adaptiven Mechanismen stellen ein Problem bei der Anti-EGFR-Therapie des Kolorektalkrebs (KRK) dar. Um neue Therapien zu entwickeln, ist ein besseres Verständnis der Resistenzmechanismen erforderlich. Frühe adaptive und erworbene Resistenzmechanismen manifestieren sich auf der (Phospho-)Proteomebene und wurden mit Hilfe massenspektrometrie-basierter Proteomikstrategien untersucht. Die frühe zelluläre Adaption wurde in einer KRK-Zelllinie untersucht. Hochregulation und Signalweitergabe über ERBB3 und über PKA und PKC wurden als mögliche Mechanismen zur Umgehung der Blockade von EGFR identifiziert. Die Untersuchung der erworbenen Resistenz wurde in einem personalisierten, von Patienten abgeleiteten Xenotransplantat-Mausmodell untersucht. Bei der Mehrzahl der resistenten Tumoren wurden metabolische Veränderungen beobachtet, die auf einen abgeschwächten Warburg-Effekt und neue therapeutisch ausnutzbare Schwachstellen hinweisen könnten.Acquired resistance, along with early adaptive mechanism after an initially successful treatment, represent a severe problem in anti-EGFR therapies in colorectal cancer (CRC). To design new therapies, a better understanding of resistance mechanisms is needed. Early adaptive and acquired resistance mechanisms become manifest on (phospho)proteome level and were studied utilizing mass spectrometry-based proteomics strategies. The first cellular adaption towards therapy was studied in the CRC cell line DiFi. Upregulation and signaling via ERBB3 and signaling via PKA and PKC were identified, as possible mechanisms bypassing the blockage of EGFR. Acquisition of longterm resistance was examined in a personalized patient derived xenograft mouse model. For the majority of resistant tumors, metabolic alterations were observed that indicated an attenuated Warburg effect and might indicate new vulnerabilities that could be therapeutically exploited
Backdoors in cryptography
No full textDiese Arbeit besteht aus zwei Teilen.
Im ersten Teil erfolgt eine Systematisierung von Backdoors für kryptografische Verfahren, welche nur für den Angreifer effizient vom originalen Verfahren unterschieden werden können. Hierbei werden bereits bekannte Backdoors verallgemeinert, indem die Einbettung von Informationen getrennt von der Ausnutzung durch den Angreifer beschrieben wird.
Zusätzlich stellen wir eine neue Backdoor für McEliece-ähnliche Verfahren vor.
Der zweite Teil befasst sich mit der nicht-uniformen Reduktion von Maurer und Wolf für elliptische Kurven. Diese reduziert das diskrete Logarithmusproblems (DLP) auf das Computational Diffie-Hellman-Problem (CDH), benötigt jedoch für jede relevante elliptische Kurve eine Hilfskurve.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Hilfskurven für 156 bekannte elliptische Kurven mit einem Sicherheitsniveau von bis zu 128 Bit gefunden, welche das Lösen einer DLP-Instanz durch Lösen von höchstens 5649 CDH-Instanzen ermöglichen.This work comprises two distinct parts:
The first part provides a systematization of backdoors for cryptographic schemes that only the adversary can efficiently distinguish from the original one. For this, we generalize known backdoors by separating the process of embedding information from the usage of the embedding by the adversary.
Furthermore, we present a previously undocumented backdoor for McEliece-like schemes.
The second part focuses on the non-uniform reduction by Maurer and Wolf for elliptic curves, which relates the discrete logarithm problem (DLP) to the computation Diffie-Hellman problem (CDH), but requires knowledge of an auxiliary curve for every considered base curve.
We were able to find auxiliary curves for 156 known elliptic curves with an assumed security level of up to 128 bit. For all these curves, our auxiliary curves allow for solving a single DLP instance by solving at most 5649 CDH instances
Die Thrombozytenfunktion als Biomarker in der Frühphase der Sepsis
No full textDie Sepsis stellt eine der größten Herausforderungen in der Intensivmedizin dar, da sie mit einer hohen Sterblichkeit und Organdysfunktion einhergeht. Eine effektive antibiotische Therapie ist entscheidend, jedoch sind die gängigen Biomarker wie Procalcitonin, C-reaktives Protein und die Leukozytenzahl in ihrer Aussagekraft limitiert. Eine kollagenstimulierte Thrombozytenfunktionsanalyse könnte einen neuen Biomarker darstellen. In einer prospektiven Studie mit 26 Patienten wurde die prognostische Genauigkeit dieser Analyse hinsichtlich der Clinical Cure und der 30-Tages-Mortalität untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Thrombozytenfunktionsanalyse, sowohl zu Therapiebeginn als auch nach 24 Stunden den klassischen Biomarkern in beiden Aspekten signifikant überlegen war. Somit scheint sie ein vielversprechender Indikator zur Beurteilung der Therapieeffektivität bei einer Sepsis sein zu können. Größere Studien sind jedoch erforderlich
