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Beschreibung von Ermüdungsrisswachstum in duktilen Materialien unter proportionalen und nicht-proportionalen Beanspruchungen
No full textGeometrisch-optische Strukturmodellierung zur Simulation von Pflanzenbelichtung
No full textElektrische Energie für Belichtung ist ein wesentlicher Kostenpunkt beim geschützten Anbau von Pflanzen.
Die Erhöhung der Effizienz der Lichtquellen ist limitiert, weswegen das Potential einer Optimierung
der Abstrahlcharakteristik, der spektralen Zusammensetzung sowie des emittierten Photonenstroms
von Pflanzenleuchten ausgeschöpft werden muss. Feldexperimente mit realen Pflanzen sind zeit- und
kostenintensiv. Daher wird ein modellbasierter Ansatz (virtuelle Pflanzen) gewählt, um Erkenntnisse
zur Auswirkung von Leuchteneigenschaften simulativ abzuleiten.
Virtuelle Pflanzen bestehen aus einem geometrischen und einem optischen Modell, zu deren Erstellung
Prozesse entwickelt werden. Im ersten Teil erfolgt eine Analyse der optischen Eigenschaften der Blätter
von jungen Schlangengurken. Dabei zeigt sich, dass die Reflexionsgrade für die beiden Blattseiten
separat gemessen und modelliert werden müssen. Auch wird ein Zusammenhang zwischen den spektralen
Reflexionsgraden und dem Blattalter in manchen Spektralbereichen nachgewiesen. Die spektralen
Transmissionsgrade hingegen weisen eine weniger ausgeprägte Abhängigkeit vom Blattalter auf als
die spektralen Reflexionsgrade. Altersabhängige Effekte sind insbesondere in ihrer Auswirkung auf
den spektralen Absorptionsgrad von Bedeutung, da dieser direkt die berechnete Assimilationsrate
beeinflusst. Neben diesen Größen werden die richtungsabhängigen Reflexionseigenschaften spektral
bestimmt. Diese weisen spektrale Abhängigkeiten auf. Die Reflexion ist im grünen und fernroten
Spektralbereich diffus, wohingegen sie im blauen und roten Spektralbereich gestreut ist. Ein Modell zur
Modellierung dieser Eigenschaften wurde angewandt, um sie in Lichtsimulationen berücksichtigen zu
können. Insbesondere im Hinblick auf die Modellierung von richtungsabhängigen Reflexionseigenschaften
ist bisweilen unklar, inwieweit diese das Ergebnis beeinflussen. Die Einflussanalyse zeigt, dass der
Einfluss auf die absorbierte Photonenstromdichte gering, auf die spektrale Photonenstromdichte in der
Blattumgebung jedoch von Bedeutung ist.
Eine Optimierung der Leuchteneigenschaften erfolgt unter Verwendung der erstellten virtuellen Pflanzen.
Dabei wird gezeigt, dass mit virtuellen Pflanzen Leuchteneigenschaften bestimmt werden können,
die den Wirkungsgrad der Belichtung erhöhen. Berücksichtigt werden auch Vergleiche mit Sonnenlicht,
sodass unter Zuhilfenahme von ausgewählten Metriken eine negative Beeinflussung der Pflanzenentwicklung
durch eine ungünstige Wahl der Leuchteneigenschaften verhindert wird. Einen großen Einfluss
auf den Belichtungswirkungsgrad hat die Abstrahlcharakteristik (LVK) der Leuchte. Ebenfalls kann eine
Erhöhung des Reflexionsgrades des Bodens die Assimilationsrate in den niedrigen Blatträngen erhöhen.
In der spektralen Optimierung kann ein Spektrum ermittelt werden, das bei einem Abgleich mit dem
Stand der Forschung nicht nur effizient im Hinblick auf den Belichtungswirkungsgrad, sondern auch
im Hinblick auf die Effizienz der Lichtquelle ist
A generic approach to engineer antibody pH-switches using combinatorial histidine scanning libraries and yeast display
No full textThere is growing interest in the fast and robust engineering of protein pH-sensitivity that aims to reduce binding at acidic pH, compared to neutral pH. Here, we describe a novel strategy for the incorporation of pH-sensitive antigen binding functions into antibody variable domains using combinatorial histidine scanning libraries and yeast surface display. The strategy allows simultaneous screening for both, high affinity binding at pH 7.4 and pH-sensitivity, and excludes conventional negative selection steps. As proof of concept, we applied this strategy to incorporate pH-dependent antigen binding into the complementary-determining regions of adalimumab. After 3 consecutive rounds of separate heavy and light chain library screening, pH-sensitive variants could be isolated. Heavy and light chain mutations were combined, resulting in 3 full-length antibody variants that revealed sharp, reversible pH-dependent binding profiles. Dissociation rate constants at pH 6.0 increased 230- to 780-fold, while high affinity binding at pH 7.4 in the sub-nanomolar range was retained. Furthermore, binding to huFcRn and thermal stability were not affected by histidine substitutions. Overall, this study emphasizes a generalizable strategy for engineering pH-switch functions potentially applicable to a variety of antibodies and further proteins-based therapeutics
Datensouveränität durch Gaia-X – Grundlagen der Ergebnisse in der Förderlinie InGAIA-X
No full textDie Publikation vereint die Ergebnisse der Forschungsprojekte COSMIC-X, DIONE-X, Fed-X-Pro, GRIPSS-X und URANOS-X, die im Rahmen des InGAIA-X Fördervorhabens erarbeitet wurden. Ziel dieser Projekte war es, exemplarische Gaia-X-konforme Anwen- dungsszenarien für das produzierende Gewerbe zu entwerfen und zu erproben. Der Fokus lag dabei auf der Entwicklung von Lösungen, die insbesondere kleine und mittlere Unternehmen helfen, die Potenziale von Gaia-X in ihren Geschäftsprozessen zu nutzen.
Die Projektergebnisse zeigen, dass durch den souveränen Datenaustausch und die Zusammenarbeit in Datenräumen wesentliche Vorteile für produzierende Unternehmen erzielt werden können. Die Gaia-X-Standards ermöglichen die Entwicklung neuer daten- und KI-fähiger Produkte und Dienstleistungen und treiben die digitale Transformation voran. Die Anwendungsfälle verdeutlichen, wie Technologien wie Blockchain, Self-Sovereign Identity (SSI) und die Asset Administration Shell (AAS) in diesen Kontexten effektiv eingesetzt werden können. Übergeordnetes Ziel war es, kleine und mittlere Unternehmen bei der Entwicklung und Integration Gaia-X-konformer Datenökosysteme zu unterstützen und damit die Wettbewerbsfähigkeit durch datenbasierte Zusammenarbeit zu steigern. Die Projektergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der digitalen Innovationskraft und zur Schaffung neuer Geschäftsmodelle im produzierenden Gewerbe sowie bei den zugehörigen Dienstleistungsanbieter
Liquid slide electrification: advances and open questions
No full textThis review is about drops of a liquid with high dielectric permittivity that slide over a solid surface with high electrical resistivity. A typical situation is a water drop sliding down a tilted hydrophobic plate. It has been realized recently that such drops spontaneously acquire a charge. The opposite charge is deposited behind the drop as a surface charge. Generated electric potentials in the drops can easily reach 1 kV and more. This phenomenon has been termed slide or contact electrification. It is the soft matter analog to triboelectrification, which occurs in solid friction. Slide electrification turned out to be ubiquitous in everyday life and technical applications. It will change our common knowledge of dynamic wetting. Studying slide electrification is complex because the outcome of a wetting experiment depends on the history. For this reason, a series of drops, rather than single drops, are analyzed to gain quantitative understanding. Here, we review the fundamental understanding of slide electrification and its limits. We describe consequences, e.g. on drop motion and advancing and receding contact angles and we address open questions
Modeling and design of a calciner for commercial-scale CO₂ capture using stochastic methods and results from pilot tests
No full textCarbonate looping (CaL) is a CO₂ capture technology with the potential to efficiently decarbonize power plants and carbon-intensive industries, such as cement and lime production. Many pilot tests have demonstrated the feasibility of operating CaL in oxy-fuel and indirect-heating (IHCaL) modes. Still, there is no commercial facility in operation or planning. To support the scale-up of the technology, reliable reactor models are required. However, little progress has been made in calciner modeling in recent years. The available models are either too demanding in terms of computation complexity or lack support from empirical data. In this work, we develop a novel calciner model by combining a particle sub-model with a one-dimensional reactor sub-model. The model is validated with results from experiments in two different pilot plants in the 300-kWth and 1-MWth scales. The predictions of the model are interpreted using stochastic methods and dimensionless numbers. Furthermore, we introduce a three-step approach to designing calciners for CO₂ capture. Calciners with oxy-fuel combustion should be operated at 930–965 °C to achieve sufficient sorbent regeneration. For indirectly heated calciners, an operating temperature of 950 °C is necessary for high performance, but lower temperatures (e.g., 900 °C) are also possible using steam for fluidization. Considerations regarding particle residence time are also discussed. Our guidelines are straightforward and enable the design of a calciner with simple calculations
Experimental observation of N00N state Bloch oscillations
No full textBloch oscillations of quantum particles manifest themselves as periodic spreading and relocalization of the associated wave functions when traversing lattice potentials subject to external gradient forces. Albeit this phenomenon is deeply rooted into the very foundations of quantum mechanics, all experimental observations so far have only contemplated dynamics of one and two particles initially prepared in separable local states. Evidently, a more general description of genuinely quantum Bloch oscillations will be achieved on excitation of a Bloch oscillator by nonlocal states. Here we report the observation of Bloch oscillations of two-particle N00N states, and discuss the nonlocality on the ground of Bell-like inequalities. The time evolution of two-photon N00N states in Bloch oscillators, whether symmetric, antisymmetric or partially symmetric, reveals transitions from particle antibunching to bunching. Consequently, the initial states can be tailored to produce spatial correlations akin to those of bosons, fermions and anyons, presenting potential applications in photonic quantum simulation
Patterns of resemblance and Bachmann-Howard fixed points
No full textTimothy Carlson’s patterns of resemblance employ the notion of Σ₁-elementarity to describe large computable ordinals. It has been conjectured that a relativization of these patterns to dilators leads to an equivalence with π¹₁
-comprehension (Question 27 of A. Montalbán's "Open questions in reversemathematics",Bull.Symb. Log. 17(3)2011,
431-454). In the present paper we prove this conjecture. The crucial direction of the equivalence (towards π¹₁-comprehension) is reduced to a previous result of the author, which is concerned with relativizations of the Bachmann-Howard ordinal
Unlocking BIM Potential: Empowering Collaboration Through an Open Source-Powered BIM API Platform for Building Lifecycle Management
No full textThe construction industry faces the challenge of efficiently organizing complex construction processes and exchanging data between different stakeholders throughout the entire lifecycle of a building. This paper presents an innovative concept for an integrated building lifecycle management system based on open standards and free software. The platform enables data exchange, visualization, and information processing. The creation of accessibility and user-friendliness for various project participants is promoted. A concept for linking building information in an open-source viewer is an integral part of the system. Server-side information processing to split the building data into semantic information and three-dimensional visualization data is effectively implemented
Video‐Rate Imaging with Undetected Photons
No full textImaging and microscopy are some of the most important tools in modern life science for getting new insights into metabolisms or unravelling bio‐chemical processes. However, in particular low‐light observations outside the visible spectrum are still challenging and a limiting factor. A rugged, label‐free quantum imaging system is presented capable of recording at video rate in the visible regime, while illuminating the sample with undetected light of different wavelength. The results pave the way for a field deployable quantum imaging device allowing live‐cell imaging in extreme spectral ranges with a minimal photo dose