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Die Bereitstellung von Wärme ist für ungefähr die Hälfte des Endenergieverbruchs in Deutschland verantwortlich und, angesichts eines Anteils erneuerbarer Energien an der Wärmebereitstellung von heute 14%, auch für einen bedeutenden Anteil der Treibhausgasemissionen. Die Bundesregierung strebt an, bis 2050 die Wärmeversorgung klimaneutral zu gestalten, sodass drei Ziele den zukünftigen Wärmemarkt und seine Innovationserfordernisse prägen: Reduktion des Wärmebedarfs, Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien, Ausbau der Nah- und Fernwärmenetze. Für attraktive Geschäftsmodelle nicht minder wichtig sind jedoch die Kundenbedürfnisse, die sich auch aufgrund technologischer Entwicklungen stetig wandeln. Dementsprechend eröffnen sich neue Optionen für Geschäftsmodelle im Wärmesektor, z.B. erneuerbare Wärme mit Flatrate oder partizipative Wärme mit Energiesparanreizen.
The fashion industry is well documented for causing significant environmental impact. Product-service systems (PSS) present a promising way to solve this challenge. PSS shift the focus toward complementary service offers, which decouples customer satisfaction from material consumption and entails dematerialization. However, PSS are not ecoefficient by nature but need to be accompanied by corporate environmental management (CEM) practices. The objective of this article is to examine the potential of PSS to contribute to the environmental sustainability of today's fashion industry by investigating if fashion firms with a positive attitude toward PSS implementation also pursue goals related to the ecological environment. For this purpose, analysis of variance (ANOVA) is conducted to analyze data of 102 fashion firms. Results reveal that the diffusion of PSS in today's fashion industry is low and few firms consider implementing PSS. Results, furthermore, demonstrate that PSS implementation is positively related to CEM. This indicates that existing structures of CEM favor PSS implementation and unlock the eco-efficient potential of implemented PSS in the fashion industry.
We report the temperature dependence of metal-enhanced fluorescence (MEF) of individual photosystem I (PSI) complexes from Thermosynechococcus elongatus (T. elongatus) coupled to gold nanoparticles (AuNPs). A strong temperature dependence of shape and intensity of the emission spectra is observed when PSI is coupled to AuNPs. For each temperature, the enhancement factor (EF) is calculated by comparing the intensity of individual AuNP-coupled PSI to the mean intensity of ‘uncoupled’ PSI. At cryogenic temperature (1.6 K) the average EF was 4.3-fold. Upon increasing the temperature to 250 K the EF increases to 84-fold. Single complexes show even higher EFs up to 441.0-fold. At increasing temperatures the different spectral pools of PSI from T. elongatus become distinguishable. These pools are affected differently by the plasmonic interactions and show different enhancements. The remarkable increase of the EFs is explained by a rate model including the temperature dependence of the fluorescence yield of PSI and the spectral overlap between absorption and emission spectra of AuNPs and PSI, respectively.
Das Knie ist das am häufigsten von Verletzungen betroffene Gelenk beim Skifahren. Durch die Messung bestimmter Einflussfaktoren, wie Kniewinkel und Muskelaktivität, kann eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit einer drohenden Verletzung getroffen werden. Diese Daten können als Basis genutzt werden, um eine entsprechende Reaktion des Bindungssystems des Skis hervorzurufen. Durch die automatische Auslösung der Skibindung bei der Überschreitung der Grenzwerte wird das Knie entlastet, um möglichen Verletzungen vorzubeugen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts der TU München wurde von einem Team der TU München und der Hochschule Reutlingen eine Skiunterhose entwickelt, mit der in Echtzeit der Kniewinkel erfasst und drahtlos an eine Auswerteeinheit gesendet werden kann.
The fluorescence of monomeric photosystem II core complexes (mPSIIcc) of the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus, originating from redissolved crystals, is investigated by using single-molecule spectroscopy (SMS) at 1.6 K. The emission spectra of individual mPSIIcc are dominated by sharp zero-phonon lines, showing the existence of different emitters compatible with the F685, F689, and F695 bands reported formerly. The intensity of F695 is reduced in single mPSIIcc as compared to single PSIIcc-dimers (dPSIIcc). Crystal structures show that one of the β-carotene (β-Car) cofactors located at the monomer–monomer interface in dPSIIcc is missing in mPSIIcc. This β-Car in dPSIIcc is in van der Waals distance to chlorophyll (Chl) 17 in the CP47 subunit. We suggest that this Chl contributes to the F695 emitter. A loss of β-Car cofactors in mPSIIcc preparations will lead to an increased lifetime of the triplet state of Chl 17, which can explain the reduced singlet emission of F695 as observed in SMS.
Despite the significant potential offered by the powder coating process for finishing wood-based materials, until now it has been used almost exclusively for coating Medium Density Fiber Board (MDF). A research project aims to develop processes and substrate materials that will allow lightweight boards to be powder coated.
Durch die Digitalisierung und Vernetzung der Industrieproduktion werden sich Arbeitsinhalte und Arbeitsprozesse in den nächsten zehn Jahren stark verändern. Allerdings ist bislang unklar, wie sie sich verändern, welche neuen Anforderungen sich daraus für die Beschäftigten ergeben und mit welchen Kompetenzen die MitarbeiterInnen für die neue Arbeitswelt gerüstet sind. In diesem Beitrag zeigen wir anhand einer qualitativen Fallstudie bei einem Automobilhersteller, dass die durch Industrie 4.0 hervorgerufenen Veränderungen zu mehr Vielfalt und Komplexität bei den Prozessen und Aufgaben der MitarbeiterInnen führen sowie höhere Flexibilität verlangen. Zudem nehmen die Kommunikationsanforderungen zu und auch die technologische Unterstützung gewinnt an Bedeutung. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, benötigen MitarbeiterInnen vor allem ein breiteres Spektrum an Fach- und Methodenkompetenzen sowie sozial-kommunikative Kompetenzen.
Das Internet ist längst ein fester Bestandteil in den Marketing- und Vertriebsstrategien. Doch auch mit dem Einsatz von Onlinewerbung, Suchmaschinenoptimierung und der Nutzung von Social Media ist es Unternehmen oft nicht möglich, die erhoffte Aufmerksamkeit zu erhalten und die gewünschte Wirkung von Botschaften auf die Kunden zu erzielen. Mithilfe einer strukturierten Zusammenarbeit mit sogenannten Social Influencern ist es auch im B2B-Bereich möglich, ein authentisches und glaubhaftes Image aufzubauen.
Learning factories present a promising environment for education, training and research, especially in manufacturing related areas which are a main driver for wealth creation in any nation. While numerous learning factories have been built in industry and academia in the last decades, a comprehensive scientific overview of the topic is still missing. This paper intends to close this gap establishing the state of the art of learning factories. The motivations, historic background, and the didactic foundations of learning factories are outlined. Definitions of the term learning factory and the corresponding morphological model are provided. An overview of existing learning factory approaches in industry and academia is provided, showing the broad range of different applications and varying contents. The state of the art of learning factories curricula design and their use to enhance learning and research as well as potentials and limitations are presented. Conclusions and an outlook on further research priorities are offered.
Der flächendeckende Einsatz digitaler Zähler wird eine bislang ungekannte Menge an Kundendaten mit sich bringen. Wie können die deutschen Energieversorger hieraus ein besseres Kundenverständnis entwickeln? Die systematische Datenauslese unter Zuhilfenahme modellgestützter Zukunftsprognosen - sog. Predictive Analytics - scheint hier ein vielversprechendes Instrument zu sein. Aufbauend auf einer mit Unterstützung des Verbandes kommunaler Unternehmen durchgeführten Untersuchung lassen sich vier Handlungsempfehlungen ableiten, wie man die Digitalisierung im Vertrieb nutzen kann. Demnach sind die Festlegung von klaren Zielen und Strategien, die systematische Erschließung von Datenquellen, der Aufbau von Inhouse-Kompetenz sowie ein "Joint effort" von Marketing, Vertrieb und IT zu forcieren.
Durch den Anstieg volatiler Stromerzeugung aus Wind und Sonne benötigt die deutsche Energiewirtschaft in zunehmendem Ausmaß flexibel verfügbare Leistung und Arbeit. Diese Flexibiliät können bspw. Batteriespeicher bereitstellen. In welchem Ausmaß jene diese Rolle übernehmen können und somit der Markt wachsen wird, hängt von der Professionalität der Marktakteure und den Umfeldparametern ab. Wenn diese stimmen, steigen Akteure in die Entwicklung von Geschäftsmodellen ein. Gleichzeitig streben sie an, die Weiterentwicklung dieser Umfeldparameter im eigenen Interesse zu beeinflussen, womit ein weiteres Marktpotenzial entsteht.Im Folgenden werden erkennbare Geschäftsmodelle aufgezeigt und in den Kontext der Ergebnisse aktueller Potenzialanalysen gestellt. Dabei entwickeln sich die zwei Teilmärkte für Batteriespeicher - Heimspeicher und Großspeicher - unter unterschiedlichen Rahmenbedingungen.
Indium tin oxide (ITO) particle coatings are known for high transparency in the visible, good conductive properties and near-infrared absorption. These properties depend on ITO particle's stiochiometric composition, defects and size. Here we present a method to gradually change ITO particle's optical properties by a simple and controlled laser irradiation process. The defined irradiation process and controlled energy dose input allows one to engineer the absorption and transsmission of coatings made from these particles. We investigate the role of the surrounding solvent, influence of laser fluence and the specific energy dose targeting modification of the ITO particle's morphology and chemistry by stepwise laser irradiation in a free liquid jet. TEM, SEM, EDX, XPS, XRD and Raman are used to elucidate the structural, morphological and chemical changes of the laser-induced ITO particles. On the basis of these results the observed modification of the optical properties is tentatively attributed to chemical changes, e.g. laser-induced defects or partial reduction.
Um einen Funksensor zum Messen der Windgeschwindigkeit per Energy Harvesting mit Energie zu versorgen, bietet es sich an, das Messsignal selbst zur Energiegewinnung zu nutzen. Mit optimierter Funkübertragung und Energiemanagement lässt sich ein autarker Windstärke-Funksensor realisieren, der ab 2 m/s Windgeschwindigkeiten messen und die Messwerte per Funk übertragen kann.
Mit der Energiewende hat die Bundesregierung den Umbau der Energieversorgung begonnen. Da das Gelingen der Energiewende für die Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland essenziell ist, wurden seitens des Bundesverbandes der deutschen Industrie (BDI) bereits 2013 Impulse für eine smarte Energiewende veröffentlicht, in denen fünf Prinzipien abgeleitet werden, die einen Rahmen für den Diskurs über die zu ergreifenden Maßnahmen setzen. Erneuerbare Energien werden in dem kommenden Jahren die dominierende Stromquelle darstellen. Daraus entstehen neue Herausforderungen. Zu deren Bewältigung hat das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) kürzlich eine 10-Punkte-Agenda (ZPA) für die zentralen Vorhaben der Energiewende vorgelegt. Zu diskutieren ist, inwieweit sie im Einklang mit den fünf Prinzipien des BDI steht und an welchen Stellen Anpassungen notwendig werden, damit der Umbau des Energiesystems erfolgreich gelingen kann.
Ziel eines aktuellen Forschungsprojektes an der Hochschule Reutlingen, das gemeinsam mit dem Ingenieurbüro Ganssloser und der Universität Tübingen durchgeführt wird, ist es, Flexibilitäten in Unternehmen, die im Verbund als virtuelles Kraftwerk am Strommarkt agieren, zu erkennen und nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck soll eine Steuerbox für Industrie- und Gewerbebetriebe entwickelt werden, die einerseits mit der zentralen Leitwarte des virtuellen Kraftwerks kommuniziert und andererseits die Anlagen des Unternehmens so steuert, dass die zur Verfügung stehenden Flexibilitäten möglichst optimal genutzt werden. Die Hochschule Reutlingen beschäftigt sich innterhalb des Projekts mit der Erkennung und Beschreibung von Flexibilitäten in Unternehmen.
Saving energy and road safety became important in the last decades, hence several driving assistant systems were developed that help to improve the driving behaviour. However, these driving systems cover the area of either energy-efficiency or safety. Furthermore, they do not consider the reaction of the driver to a shown recommendation and the driver stress level. In this paper, the decision process of showing a recommendation to the driver in an energy-efficient and safety relevant driving system is presented. The decision process considers the driver's reaction to a shown recommendation and the driver stress in order to increase the user acceptance and the road safety. The results of the evaluation showed that the driving system was able to show recommendations when needed, while suppressing recommendations when the driver ignored a recommendation repeatedly or when the driver was in stress.
Though bioprinting is a forward-looking approach in bone tissue engineering, the development of bioinks which are on the one hand processable with the chosen printing technique, and on the other hand possess the relevant mechanical as well as osteoconductive features remains a challenge. In the present study, polymer solutions based on methacrylated gelatin and methacrylated hyaluronic acid modified with hydroxyapatite (HAp) particles (5 wt%) were prepared. Encapsulation of primary human adipose derived stem cells in the HAp-containing gels and culture for 28 d resulted in a storage moduli significantly increased to 126% ± 9.6% compared to the value on day 1 by the sole influence of the HAp. Additional use of osteogenic media components resulted in an increase of storage module up to 199% ± 27.8%. Similarly, the loss moduli was increased to 370% ± 122.1% under the influence of osteogenic media components and HAp. Those changes in rheological material characteristics indicate a distinct change in elastic and viscous hydrogel properties, and are attributed to extensive matrix production in the hydrogels by the encapsulated cells, what could also be proven by staining of bone matrix components like collagen I, fibronectin, alkaline phosphatase and osteopontin. When using the cell-laden polymer solutions as bioinks to build up relevant geometries, the ink showed excellent printability and the printed grid structure's integrity remained intact over a culture time of 28 d. Again, an intense matrix formation as well as upregulation of osteogenic markers by the encapsulated cells could be shown. In conclusion, we demonstrated that our HAp-containing bioinks and hydrogels on basis of methacrylated gelatin and hyaluronic acid are on the one hand highly suitable for the build up of relevant three-dimensional geometries with microextrusion bioprinting, and on the other hand exhibit a significant positive effect on bone matrix development and remodeling in the hydrogels, as indicated by rheological measurements and staining of bone components. This makes the developed composite hydrogels an excellent material for bone bioprinting approaches.
Propofol is an intravenous anesthetic. Currently, it is not possible to routinely measure blood concentration of the drug in real time. However, multi-capillary column ion-mobility spectrometry of exhaled gas can estimate blood propofol concentration.Unfortunately, adhesion of volatile propofol on plastic materials complicates measurements. Therefore, it is necessary to consider the extent to which volatile propofol adheres to various plastics used in sampling tubing. Perfluoralkoxy (PFA), polytetrafluorethylene (PTFE), polyurethane (PUR), silicone, and Tygon tubing were investigated in an experimental setting using a calibration gas generator (HovaCAL). Propofol gas was measured for one hour at 26 °C, 50 °C, and 90 °C tubing temperature. Test tubing segments were then flushed with N2 to quantify desorption. PUR and Tygon sample tubing absorbed all volatile propofol. The silicone tubing reached the maximum propofol concentration after 119 min which was 29 min after propofol gas exposure stopped. The use of PFAor PTFE tubing produced comparable and reasonably accurate propofol measurements. The desaturation time for the PFA was 10 min shorter at 26 °C than for PTFE. PFA tubing thus seems most suitable for measurement of volatile propofol,with PTFE as an alternative.