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Human bestrophin-1 (hBest1) is a transmembrane Ca2+- dependent anion channel, associated with the transport of Cl−, HCO3- ions, γ-aminobutiric acid (GABA), glutamate (Glu), and regulation of retinal homeostasis. Its mutant forms cause retinal degenerative diseases, defined as Bestrophinopathies. Using both physicochemical - surface pressure/mean molecular area (π/A) isotherms, hysteresis, compressibility moduli of hBest1/sphingomyelin (SM) monolayers, Brewster angle microscopy (BAM) studies, and biological approaches - detergent membrane fractionation, Laurdan (6-dodecanoyl-N,N-dimethyl-2-naphthylamine) and immunofluorescence staining of stably transfected MDCK-hBest1 and MDCK II cells, we report:
1) Ca2+, Glu and GABA interact with binary hBest1/SM monolayers at 35 °C, resulting in changes in hBest1 surface conformation, structure, self-organization and surface dynamics. The process of mixing in hBest1/SM monolayers is spontaneous and the effect of protein on binary films was defined as “fluidizing”, hindering the phase-transition of monolayer from liquid-expanded to intermediate (LE-M) state;
2) in stably transfected MDCK-hBest1 cells, bestrophin-1 was distributed between detergent resistant (DRM) and detergent-soluble membranes (DSM) - up to 30 % and 70 %, respectively; in alive cells, hBest1 was visualized in both liquid-ordered (Lo) and liquid-disordered (Ld) fractions, quantifying protein association up to 35 % and 65 % with Lo and Ld. Our results indicate that the spontaneous miscibility of hBest1 and SM is a prerequisite to diverse protein interactions with membrane domains, different structural conformations and biological functions.
Motto der Herbstkonferenz Informatics Inside 2020 ist KInside. Wieder einmal blicken Studierende inside und schauen sich Methoden, Anwendungen und Zusammenhänge genauer an. Die Beiträge sind vielfältig und entsprechend dem Studiengang human-centered. Es ist der Anspruch, dass sich die Themen um die Bedürfnisse der Menschen drehen und eingesetzte Methoden kein Selbstzweck sind, sondern am Nutzen für den Menschen gemessen werden.
The Twelfth International Conference on Advances in Databases, Knowledge, and Data Applications (DBKDA 2020) continued a series of events covering a large spectrum of topics related to advances in fundamentals on databases, evolution of relation between databases and other domains, data base technologies and content processing, as well as specifics in applications domains databases. Advances in different technologies and domains related to databases triggered substantial improvements for content processing, information indexing, and data, process and knowledge mining. The push came from Web services, artificial intelligence, and agent technologies, as well as from the generalization of the XML adoption. High-speed communications and computations, large storage capacities, and load-balancing for distributed databases access allow new approaches for content processing with incomplete patterns, advanced ranking algorithms and advanced indexing methods. Evolution on e-business, ehealth and telemedicine, bioinformatics, finance and marketing, geographical positioning systems put pressure on database communities to push the ‘de facto’ methods to support new requirements in terms of scalability, privacy, performance, indexing, and heterogeneity of both content and technology.
Steady state efficiency optimization techniques for induction motors are state of the art and various methods have already been developed. This paper provides new insights in the efficiency optimized operation in dynamic regime. The paper proposes an anticipative flux modification in order to decrease losses during torque and speed transients. These trajectories are analyzed based on a numerical study for different motors. Measurement results for one motor are given as well.
The shift of populations to cities is creating challenges in many respects, thus leading to increasing demand for smart solutions of urbanization problems. Smart city applications range from technical and social to economic and ecological. The main focus of this work is to provide a systematic literature review of smart city research to answer two main questions: (1) How is current research on smart cities structured? and (2) What directions are relevant for future research on smart cities? To answer these research questions, a text-mining approach is applied to a large number of publications. This provides an overview and gives insights into relevant dimensions of smart city research. Although the main dimensions of research are already described in the literature, an evaluation of the relevance of such dimensions is missing. Findings suggest that the dimensions of environment and governance are popular, while the dimension of economy has received only limited attention.
Purpose: Despite growing interest in the intersection of supply chain management (SCM) and management accounting (MA) in the academic debate, there is a lack of understanding regarding both the content and the delimitation of this topic. As of today, no common conceptualization of supply chain management accounting (SCMA) exists. The purpose of this study is to provide an overview of the research foci of SCMA in the scholarly debate of the past two decades. Additionally, it analyzes whether and to what extent the academic discourse of MA in SCs has already found its way into both SCM and MA higher education, respectively.
Design/methodology/approach: A content analysis is conducted including 114 higher education textbooks written in English or in German language.
Findings: The study finds that SC-specific concepts of MA are seldom covered in current textbooks of both disciplines. The authors conclude that although there is an extensive body of scholarly research about SCMA concepts, there is a significant discrepancy with what is taught in higher education textbooks.
Practical implications: There is a large discrepancy between the extensive knowledge available in scholarly research and what we teach in both disciplines. This implies that graduates of both disciplines lack important knowledge and skills in controlling and accounting for SCs. To bring about the necessary change, MA and SCM in higher education must be more integrative.
Originality/value: To the best of the authors knowledge, this study is first of its kind comprising a large textbook sample in both English and German languages. It is the first substantiated assessment of the current state of integration between SCM and MA in higher education.
Die Ausrüstung von Textilien mit Sol-Gel-Beschichtungen wird seit einigen Jahren intensiv verfolgt. Eine Vielzahl von bekannten, aber auch neuen Ausrüstungseffekten können über diesen Ansatz realisiert werden. Besonders interessant ist die Sol-Gel-Technik wegen der Möglichkeiten, multifunktionelle Ausrüstungen zu synthetisieren. Problematisch ist eine in vielen Fällen geringe Beständigkeit solcher Ausrüstungen, insbesondere gegenüber Waschprozessen. Ziel des Projektes war es davon ausgehend, Vorbehandlungsstrategien für textile Fasermaterialien, basierend auf synthetischen Polymeren oder aus Naturfasern, zu entwickeln, die die Haltbarkeit von Sol-Gel-basierten Ausrüstungen verbessern. Im Rahmen der Arbeiten wurden, angepasst an die jeweiligen Faserpolymere - Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polypropylen und Baumwolle - funktionelle Gruppen über geeignete Anker auf den Polymeren etabliert, die in der Lage sind, kovalente Bindungen zu Sol-Gel-basierten Beschichtungssystemen auszubilden. Als Anker wurden primär Trialkoxysilane verwendet, die zusätzlich z.B. Epoxy-, Isocyanato-, Azido- oder Amino-funktionelle Reste besitzen. Mit diesen Resten können die Anker kovalent an die Polymere angebunden werden. Die meisten Sol-Gel-basierten Systeme enthalten zumindest zu einem gewissen Anteil SiOx und/oder MexOy-Cluster. Die zur Funktionalisierung der Oberflächen eingesetzten Alkoxysilane können generell an solche Systeme/Cluster per Kondensation gebunden werden und dienen daher für die effektive Anbindung verschiedenster funktioneller Sol-Gel-Schichten. Entsprechend vorfunktionalisierte Substrate wurden in der Folge mit exemplarisch ausgewählten Sol-Gel-Ausrüstungen beschichtet. Dabei wurden für den Großteil der Untersuchungen hydrophobierende Sole appliziert. Vorteilhaft ist, dass sich der mit hydrophobierenden Solen erzielte Ausrüstungseffekt genau wie dessen Beständigkeit mit vergleichsweise überschaubarem Aufwand über die Untersuchung der Benetzbarkeit (DuPont-Noten, Kontaktwinkel, Tropfeneinsinkzeiten) charakterisieren lässt. Die Wirksamkeit der Vorbehandlungen wurde dann vor allem anhand von Untersuchungen zur Waschbeständigkeit der Ausrüstungen überprüft. Im Rahmen der Arbeiten konnte gezeigt werden, dass sich über die Etablierung geeigneter Anker die Beständigkeit von Sol-Gel-Ausrüstungen bzw. der daraus hervorgehenden Effekte verbessern lässt. Es zeigt sich gleichzeitig, dass die erzielten Verbesserungen sehr stark vom jeweiligen Sol abhängen. D.h., dass sich erzielte Verbesserungen nicht zwangsläufig auf andere Sol übertragen lassen. Analytische Charakterisierungen weisen darauf hin, dass in vielen Fällen die Beständigkeit der Beschichtungsnetzwerke selbst einen weit größeren Einfluss besitzt als die Anbindung an das Substrat. So zeigt sich bei verschiedenen Untersuchungen, dass die Auflage der Sol-Gel-Beschichtung vor allem nach einer ersten Wäsche, aber auch darüber hinaus, signifikant sinkt, oftmals aber ohne dass der durch Ausrüstung erzielte Effekt verloren geht. Dies deutet auf ein (Auf-)Lösen der Beschichtungsmatrizes hin, wovor die Anker nicht schützen können, da deren Wirkung auf die Grenzfläche zum Substrat beschränkt ist. Neben den hydrophobierenden Ausrüstungen wurden exemplarisch auch antibakterielle Ausrüstungen nach den entsprechenden Vorbehandlungen appliziert. Auch hier konnten Verbesserungen in der Beständigkeit des Effektes erzielt werden. Abschließend wurde untersucht inwieweit sich die Vorbehandlungen im Vergleich zur einfachen Ausrüstung negativ auf die textilen Produkte auswirken. Hierzu wurden relevante textile Parameter wie z.B. Höchstzugkräfte, Weißgrade, Steifigkeit oder Luftdurchlässigkeiten bestimmt. Diese Parameter wurden in der überwiegenden Zahl der Vorbehandlungen nicht oder nur geringfügig beeinflusst.
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden Ausrüstungsmittel und -verfahren entwickelt, die dem vorbeugenden Schutz von Textilien (insbesondere Bodenbelägen) vor Anschmutzung dienen. Das Verfahren sieht eine kombinierte Ausrüstung von Textilien mit fluorierten Polymeren mit inkorporierten Nanopartikeln (in erster Linie: SiO2) zur Erhöhung der Rauhigkeit vor. Es wurden kommerziell erhältliche Hydrophobiermittel (Fluorcarbon- oder Kohlenwasserstoff-basierte Polymere) in Kombination mit SiO2-Nanopartikeln auf Teppiche aufgebracht und hinsichtlich eines Anschmutzens - z.B. durch Kaffee, KoolAid, Rotwein, AATCC Standard Soil, schwarze Schuhcreme - untersucht. Hierzu wurden die scherempfindlichen Dispersionen der Hydrophobiermittel mit neu entwickelten angepassten Dispersionen von SiO2-Nanopartikel versetzt. Die SiO2-Nanopartikel wurden mit systematisch variierten Größen von 10-1.000 nm synthetisiert, umfassend charakterisiert und mit Hilfe von neu entwickelten Fluormethacrylat-Copolymeren mit reaktiven Gruppen (Maleinsäure-, Itaconsäure- oder Citraconsäureanhydrid) und hydrophilen Modifiern (Alkohol- oder Amingruppen) stabilisiert. Die resultierenden Polymer-Teilchen-Dispersionen konnten aus wässrigen oder ethanolisch-wässrigen Lösungen auf Textilien (PA-, PES- oder WO-Teppiche und -Gewebe) appliziert werden. Weiterhin wurden auch die neu entwickelten Fluorcarbon-Polymere hinsichtlich ihrer Anwendung getestet. In Anschmutzungsversuchen wiesen die so ausgerüsteten Teppiche ein geringeres Anschmutzen durch Standardschmutz als Referenzmaterialien auf. Die Beständigkeit der Ausrüstung bei mechanischer Belastung konnte durch Vernetzung der Polymere auf dem Textilmaterial verbessert werden. Für PA 6- und PA 6.6-Teppiche wurden die besten Ergebnisse hinsichtlich eines geringeren Anschmutzens durch wasserlösliche Verschmutzungen (Kaffee, Rotwein, KoolAid) im Vergleich zu unbehandelten Teppichen ermittelt, wenn die Ausrüstung mit Fluorpolymer-stabilisierten SiO2-Nanopartikeln oder mit einer kombinierten Dispersion aus SiO2-Partikeln und Fluorcarbonharzen vorgenommen wurde. Eine im Vergleich zu unbehandelten Teppichen weniger starke Anschmutzung durch AATCC Standard Soil (DIN EN ISO 11378-2) wurde für mit SiO2-Partikeln behandelte PA 6-Teppiche ermittelt. Hydrophobe Anschmutzungen (z.B. schwarze Schuhcreme) konnten von mit Fluorcarbon-Polymeren ausgerüsteten Teppichen am besten entfernt werden. Die Kombination von SiO2-Partikeln mit Fluorcarbon-Polymeren erwies sich meist als günstiger als die alleinige Behandlung mit Fluorcarbonharzen. Ein Zusammenhang zwischen der Größe der Nanopartikel, der Abrasionsbeständigkeit und den Reinigungseigenschaften wurde festgestellt, und es konnte gezeigt werden, dass FC-Nanopartikel-Composites diese verbessern. Die mechanische Beständigkeit der Antischmutzausrüstung mit SiO2-Nanopartikeln und Fluorcarbon-Polymeren auf Polyamidteppichen wurde z.B. durch Hexapod-Trommelbeanspruchung (nach ISO 10361) geprüft. Durch REM, IR-Spektroskopie und den Wassertropfentest wurde nach 4.000 und auch nach 12.000 Touren noch eine intakte Beschichtung nachgewiesen. Mit Vernetzern, die das Polymer selbst, das Polymer mit Partikeln und/oder der Substratoberfläche vernetzen, konnte z.T. die Abrasionsbeständigkeit verbessert werden (hier müssen ggf. optimalere Vernetzer gesucht werden).
Sol-Gel basierte Flammschutzmittel stellen einen vielversprechenden Ansatz für Textilien dar, gerade im Bereich des Ersatzes von derzeit etablierten halogenhaltigen Flammschutzmitteln. Letztere sind aufgrund ihrer toxikologisch Bedenklichkeit sowie ihrer mitunter bioakkumulierenden Eigenschaften in die Kritik geraten. In diesem Forschungsvorhaben wurde daher untersucht auf welche Weise ein Flammschutz per Sol-Gel-Ansatz auf Stickstoff- und/oder Phosphorbasis als halogenfreie Alternative verwirklicht werden kann. Die Sol-Gel-Schicht fungierte dabei zum einen als nicht brennbarer Binder, zum anderen konnten über das Einführen entsprechender funktioneller Seitenketten für den Flammschutz aktive Gruppen direkt mit eingebunden werden. Verschiedene Ansätze wurden dabei verfolgt. Vor allem durch die Nutzung von additivierten Systemen, d.h. durch Sol-Gel-Schichten mit Zusätzen von stickstoff- und/oder phosphorhaltigen Verbindungen konnte ein Flammschutz nach DIN EN ISO 15025 (Schutzkleidung – Schutz gegen Hitze und Flammen) erhalten werden. Anhand eines Modellsystems, bei dem in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zuerst eine funktionalisierte Sol-Gel-Schicht und anschließend eine Phosphorverbindung in einem zweiten Schritt aufgebracht wurde, konnten die Vorteile des Flammschutzes auf Sol-Gel-Basis nachgewiesen werden. Dabei wurde unter anderem auch gezeigt, dass ein Mechanismus auf Basis der Bildung einer Schutzschicht hauptsächlich verantwortlich für den Flammschutz ist. Dieses Ergebnis ist für eine zukünftige, weitere Optimierung entsprechender Ausrüstungen nicht zu unterschätzen. Durch Ausrüstungsversuche im semi-industriellen Maßstab konnte weiterhin gezeigt werden, dass einer großtechnischen Umsetzung der angewandten Ausrüstungen prinzipiell nichts im Wege steht. Abstriche müssen bis dato lediglich bezüglich der Waschstabilität gemacht werden. Die Sol-Gel-Schichten überstanden zwar im allgemeinen typische Waschprozesse, eine Permanenz der Flammfestigkeit von additivierten Systemen ergab sich aber nur in einzelnen Fällen. Ausgehend von den Ergebnissen wurde ein neuer Ansatz vorgestellt, der über den hier zugrundeliegenden Ansatz hinausgeht. Dieser sieht vor, durch den Einsatz von neu-synthetisierten Silanen mit Stickstoff- und Phosphorgruppen Sol-Gel-Schichten herzustellen, die ein vielversprechendes Verhalten zeigen. Hier konnte auch nach ersten Waschtests eine Aufrechterhaltung der verbesserten Flammfestigkeit nachgewiesen werden. Insgesamt konnte innerhalb des Forschungsvorhabens gezeigt werden, dass ein Flammschutz auf Sol-Gel-Basis für Textilien erhalten werden kann. Darüberhinaus konnte auch erklärt werden auf welchem Mechanismus dieser Flammschutz begründet ist und wie die derzeit noch ungenügende Waschpermanenz verbessert werden kann.
Matthias Varga von Kibéd und Insa Sparrer unterscheiden zwischen drei verschiedenen Aufstellungsmethoden (Sparrer und Varga von Kibéd, o. D.): Der spezifisch (konkreten), der virtuellen und der prototypischen Aufstellung. Bei spezifischen Aufstellungen wird ein konkretes Anliegen eines Klienten betrachtet. Im Gegensatz dazu, werden bei virtuellen Aufstellungen eine Übungsumgebung geschaffen. In dieser können Aufstellungstechniken und Interventionsmethoden geübt werden. Bei prototypischen Strukturaufstellungen werden Themen zusammengefasst, die mehrere Teilnehmer im Seminar berühren bzw. in deren Alltag immer wieder auftreten können. Dieses Thema wird wie eine spezifische Aufstellung bearbeitet jedoch ohne ein konkretes vorliegendes Anliegen. Beispiele für prototypische Strukturaufstellungen kommen aus vielen Bereichen z.B. dem Führungsalltag, Teamentwicklung, Konfliktmanagement, Gesprächsführung, Zeit‐ und Selbstmanagement.
Driven by digital transformation, manufacturing systems are heading towards autonomy. The implementation of autonomous elements in manufacturing systems is still a big challenge. Especially small and medium sized enterprises (SME) often lack experience to assess the degree of Autonomous Production. Therefore, a description model for the assessment of stages for Autonomous Production has been identified as a core element to support such a transformation process. In contrast to existing models, the developed SME-tailored model comprises different levels within a manufacturing system, from single manufacturing cells to the factory level. Furthermore, the model has been validated in several case studies.
Process quality has reached a high level on mass production, utilizing well known methods like the DoE. The drawback of the unterlying statistical methods is the need for tests under real production conditions, which cause high costs due to the lost output. Research over the last decade let to methods for correcting a process by using in-situ data to correct the process parameters, but still a lot of pre-production is necessary to get this working. This paper presents a new approach in improving the product quality in process chains by using context data - which in part are gathered by using Industry 4.0 devices - to reduce the necessary pre-production.
In recent years, machine learning algorithms have made a huge development in performance and applicability in industry and especially maintenance. Their application enables predictive maintenance and thus offers efficiency increases. However, a successful implementation of such solutions still requires high effort in data preparation to obtain the right information, interdisciplinarity in teams as well as a good communication to employees. Here, small and medium sized enterprises (SME) often lack in experience, competence and capacity. This paper presents a systematic and practice-oriented method for an implementation of machine learning solutions for predictive maintenance in SME, which has already been validated.
The chemical synthesis of polysiloxanes from monomeric starting materials involves a series of hydrolysis, condensation and modification reactions with complex monomeric and oligomeric reaction mixtures. Real-time monitoring and precise process control of the synthesis process is of great importance to ensure reproducible intermediates and products and can readily be performed by optical spectroscopy. In chemical reactions involving rapid and simultaneous functional group transformations and complex reaction mixtures, however, the spectroscopic signals are often ambiguous due to overlapping bands, shifting peaks and changing baselines. The univariate analysis of individual absorbance signals is hence often only of limited use. In contrast, batch modelling based on the multivariate analysis of the time course of principal components (PCs) derived from the reaction spectra provides a more efficient tool for real time monitoring. In batch modelling, not only single absorbance bands are used but information over a broad range of wavelengths is extracted from the evolving spectral fingerprints and used for analysis. Thereby, process control can be based on numerous chemical and morphological changes taking place during synthesis. “Bad” (or abnormal) batches can quickly be distinguished from “normal” ones by comparing the respective reaction trajectories in real time. In this work, FTIR spectroscopy was combined with multivariate data analysis for the in-line process characterization and batch modelling of polysiloxane formation. The synthesis was conducted under different starting conditions using various reactant concentrations. The complex spectral information was evaluated using chemometrics (principal component analysis, PCA). Specific spectral features at different stages of the reaction were assigned to the corresponding reaction steps. Reaction trajectories were derived based on batch modelling using a wide range of wavelengths. Subsequently, complexity was reduced again to the most relevant absorbance signals in order to derive a concept for a low-cost process spectroscopic set-up which could be used for real-time process monitoring and reaction control.
Der Anspruch an Energieversorger wird wachsen: in Zukunft gewinnen vor allem Aufgaben wie die Entwicklung digitalisierter Produkte/Dienstleistungen sowie ökologische Aktivitäten an Relevanz. Dies zeigt die Hochschule Reutlingen in ihrer aktuellen Untersuchung unter Aufsichtsräten, Geschäftsführern und Führungskräften. Trotz der erwarteten Veränderungen: die Aufsichtsräte sind sich zwar ihrem Druck zu mehr Professionalisierung bewusst, scheinen aktuell aber nur mäßig für die künftigen Herausforderungen des Unternehmens gerüstet. Besonders relevant dabei: die Professionalisierung der Gremienarbeit in kommunalen EVU ermöglicht einen höheren wahrgenommenen Unternehmenserfolg. So die Studie des Reutlinger Energiezentrums and der Hochschule Reutlingen im Auftrag von fünf Unternehmen der Branche.
The automation of work by means of disruptive technologies such as Artificial Intelligence (AI) and Robotic Process Automation (RPA) is currently intensely discussed in business practice and academia. Recent studies indicate that many tasks manually conducted by humans today will not in the future. In a similar vein, it is expected that new roles will emerge. The aim of this study is to analyze prospective employment opportunities in the context of RPA in order to foster our understanding of the pivotal qualifications, expertise and skills necessary to find an occupation in a completely changing world of work. This study is based on an explorative, content analysis of 119 job advertisements related to RPA in Germany. The data was collected from major German online job platforms, qualitatively coded, and subsequently analyzed quantitatively. The research indicates that there indeed are employment opportunities, especially in the consulting sector. The positions require different technological expertise such as specific programming languages and knowledge in statistics. The results of this study provide guidance for organizations and individuals on reskilling requirements for future employment. As many of the positions require profound IT expertise, the generally accepted perspective that existing employees affected by automation can be retrained to work in the emerging positions has to be seen extremely critical. This paper contributes to the body of knowledge by providing a novel perspective on the ongoing discussion of employment opportunities, and reskilling demands of the existing workforce in the context of recent technological developments and automation.
Despite strong political efforts in Europe, industrial small- and medium sized enterprises (SMEs) seem to neglect adopting practices for energy effciency. By taking a cultural perspective, this study investigated what drives the establishment of energy effciency and corresponding practices in SMEs. Based on 10 ethnographic case studies and a quantitative survey among 500 manufacturing SMEs, the results indicate the importance of everyday employee behavior in achieving energy savings. The studied enterprises value behavior related measures as similarly important as technical measures. Raising awareness for energy issues within the organization, therefore, constitutes an essential leadership task that is oftentimes perceived as challenging and frustrating. It was concluded that the embedding of energy efficiency in corporate strategy, the use of a broad spectrum of different practices, and the empowerment and involvement of employees serve as major drivers in establishing energy effciency within SMEs. Moreover, the findings reveal institutional influences on shaping the meanings of energy effciency for the SMEs by raising attention for energy effciency in the enterprises and making energy effciency decisions more likely. The main contribution of the paper is to offer an alternative perspective on energy effciency in SMEs beyond the mere adoption of energy-effcient technology.