Die vorliegende Dissertation ist motiviert durch eine praktische Aufgabenstellung: der Verwertung von Edelsteinen. Liegt der Fokus dabei auf der Volumenmaximierung der zu fertigenden Schmucksteine, handelt es sich aus mathematischer Sicht um eine Aufgabe der maximalen Materialausbeute mit veränderlichen Designs. In der Arbeit wird gezeigt, dass sich derartige Probleme bei funktionaler Beschreibung aller involvierten Objekte als allgemeines semi-infinites Optimierungsproblem (GSIP) formulieren lassen. Für das numerische Lösen von GSIPs mit konvexen Problemen der unteren Stufe werden zwei Methoden entwickelt und deren Konvergenz nachgewiesen. Das erste Verfahren basiert auf der Approximation der infiniten Indexmenge mittels verschobener entropischer Glättung, das zweite kombiniert die Transformation in ein gewöhnliches semi-infinites Problem sowie die Diskretisierbarkeit dessen geschickt miteinander. Abschließend werden die beiden Methoden mit dem Verfahren von Stein numerisch verglichen und gezeigt, dass sich kleine bis mittlere Probleminstanzen der Edelstein-Verwertungsaufgabe mittels des transformationsbasierten Diskretisierungsverfahrens auf einem Standard-PC in annehmbarer Zeit lösen lassen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Heißdraht-CVD wird als vielversprechende Alternative für das etablierte Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition gesehen. Eine während des Heißdraht-CVD-Prozesses an den Drähten ablaufende, unerwünschte Phasenumwandlung führt nach wenigen Stunden Beschichtung zu mechanischem Versagen der Drähte und damit zu einem Prozessabbruch. In dieser Arbeit wurden Lösungen erarbeitet, um den Beschichtungsprozess über Tage hinweg stabil zu betreiben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Um eine möglichst effektive Energiegewinnung aus Kohle und Gas für moderne Kraftwerke und Vergasungsanlagen zu erreichen, werden neue Technologien für die CO2-Abgasreduktion angestrebt. Beispielsweise sollen bei der Kohlevergasung mit Wasserdampf, H2 und COx vor der Verbrennung ("precombustion") getrennt werden, um die Verbrennung mit reinem Wasserstoff zu betreiben. Diese Trennung kann mittels von gasselektiven Membranen erfolgen. Daher war es Ziel dieser Arbeit Membranen hoher H2/CO2-Selektivität, H2-Permeanz und hoher thermischer und hydrothermaler Beständigkeit zu entwickeln.Zeolithmembranen sind preiswerter als Palladium- oder Platin-, aber teurer als Polymermembranen. Dafür zeigen sie häufig hohe thermische und hydrothermale Stabilität, weshalb sie für die oben genannte Anwendung potentiell geeignet sind.Zu diesem Zweck wurde ein neuer stabilisierter Sodalith (S-SOD) entwickelt und charakterisiert. Aus diesem Material wurden Membranen synthetisiert und die Technologie soweit optimiert, dass Membranen entstanden, die auch bei 300 °C messbar waren. Diese Membranen wurden mittels von Einzel- und Gemischgaspermeationsmessungen getestet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit werden polyelektrolytbasierte Schichten zur Steuerung von Benetzung, Zell- und Partikeladhäsion sowie Verschleiß in mikrofluidischen Systemen entwickelt, charakterisiert und hinsichtlich ihrer Eignung evaluiert. Die Arbeit entstand im Rahmen des durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Projektes "Mikrosysteme für partikuläre Life-Science-Produkte" (mikroPART) an der TU Braunschweig.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die rational gebotene Nachhaltigkeit gilt es unter Nutzung marktwirtschaftlicher Dynamik durch technologische Innovationen in ökonomischer, ökologischer und sozialer Dimension zu befördern. Ein vielversprechender Ansatz ist es, die Nutzenproduktivität von Ressourcen durch die Wiederaufbereitung von Produkten, Baugruppen und Bauteilen am Ende ihrer Nutzungsphase zu erhöhen. Trotz mannigfaltiger Vorteile aus Sicht der Gesellschaft, der Unternehmen und der Verbraucher ist der Anteil der Wiederaufbereitung an der Wertschöpfung insgesamt sehr niedrig. Insbesondere das Engagement von Originalteileherstellern ist noch sehr gering. Ziel der Arbeit ist es, Hersteller von Originalteilen unter Zuhilfenahme von Geschäftsmodellinnovationen durch Nutzen- statt Produktverkauf bei der herstellerorientierten Wiederaufbereitung zu unterstützen. Die exemplarische Anwendung der entwickelten Vorgehensweise erfolgt für Haushaltsgeräte am Beispiel einer Waschmaschine und für die Medizintechnik am Beispiel einer Insulinpumpe.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Verbundprojekt InProWid wurde für den Bereich der wissensintensiven Dienstleistungen untersucht, anhand welcher Kriterien sich Produktivität unter besonderer Berücksichtigung von Innovativität darstellt. Hierzu wurden bestehende Produktivitätsmesskonzepte aus der Produktion materieller Güter übernommen, um darauf aufbauend neue Methoden zur Produktivitätsmessung für den Bereich der wissensintensiven Dienstleistungen entwickeln und in der Praxis erproben zu können. Weiterentwickelte betriebliche Instrumente zur Messung der Dienstleistungsproduktivität finden sich unter anderem in den Bereichen des "Industrial Service Blue Printing", der "Function Point Analysis" oder der "Balanced Scorecard". Die Umsetzung der erzielten Ergebnisse unterstützt eine ganzheitliche Berechnungsmethode zur Messung der Produktivität auf Betriebsebene. Ergänzend wurden zudem unternehmensübergreifende und volkswirtschaftliche Aspekte berücksichtigt. Das Buch richtet sich an interessierte Praktiker aus wissensintensiven Unternehmen und Entscheider aus der Wirtschaft, denen die erzielten aktuellen Forschungsergebnisse zugänglich gemacht werden sollen. Ebenso kann die im Buch zusammen gestellte Expertise auch für die Informations- und Beratungsarbeit von Unternehmensverbänden hilfreich sein.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Synthetische Aminosäuren bieten eine Vielzahl an Möglichkeiten, die physiko-chemischen Eigenschaften von Proteinen gezielt zu modifizieren. Durch Verwendung von Photocrosslinker-Aminosäuren können beispielsweise in vivo Protein-Protein-Interaktionen kreuzvernetzt werden und sind somit stabil für eine Identifizierung. Dadurch ist es möglich, auch unbekannte Interaktionspartner nachzuweisen. Der humanpathogene Hefepilz Candida albicans ist der wichtigste fungale Krankheitserreger des Menschen. Seine gute Anpassung an den Wirt verdankt er einer Vielzahl von Virulenzfaktoren, deren molekulare Wirkmechanismen noch nicht im Detail verstanden sind. Zur Aufklärung dieser Virulenzmechanismen ist die Anwendung von Methoden, die speziell für die In- vivo-Analyse von Protein-Protein-Interaktionen geeignet sind, äußerst vielversprechend.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das ITEA-geförderte Forschungsprojekt DIAMONDS (www.itea2-diamonds.org) entwickelte systematische, modellbasierte Test- und Überwachungsansätze für die Prüfung von IT-Sicherheitseigenschaften in softwaregesteuerten, vernetzten Systemen. Ziel des Projekts war es, die Sicherheit von Systemen und Anwendungen durch eine systematische Prüfung von IT-Sicherheitseigenschaften zu erhöhen und gleichzeitig über den Weg der Testautomatisierung und des modellbasierten Testens kosteneffiziente Lösungen zu entwickeln.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Arbeit stellt einen neuen Ansatz zur Gestaltung einer Arbeitsumgebung für die industrielle Forschung dar. Die Arbeitsumgebung orientiert sich hier am Innovationsprozess. Dieser Prozess, so stellt die wissenschaftliche Untersuchung dar, ist das zentrale Strukturierungselement der Forschungsorganisation. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der physischen Umsetzung des Konzepts.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In den letzten Jahren konnte das Potential von Halbleiter-Scheibenlasern für Anwendungen gezeigt werden, die kohärente Strahlquellen mit hoher Strahlqualität und gleichzeitig hoher Ausgangsleistung erfordern. Die Untersuchungen dieser Arbeit widmen sich den Eigenschaften von optisch gepumpten Halbleiter-Scheibenlasern, die antimonidischen III-V-Halbleitern basieren und im Wellenlängenbereich von 2,0 - 2,8 µm emittieren.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der Einzug von robotergestützten und mechanischen Geräten in der motorischen Rehabilitation nach Schlaganfall, führte zu neuen Behandlungsmöglichkeiten. Ein vielversprechender Ansatz ist die gruppenorientierte, gerätegestützte Therapie, bei der mehrere Patienten parallel an Geräten trainieren und nur noch von einem Therapeuten beaufsichtigt werden. Das Üben an den Therapiegeräten erfolgt weitgehend eigenständig, das heißt ohne die Notwendigkeit einer direkten therapeutischen Unterstützung. Für die meisten Patienten stellt dieses eigenständige Üben jedoch eine große Herausforderung dar. In dieser Arbeit wurde ein Konzept zur Gestaltung von Computeranwendungen entwickelt, um die Patienten bei ihren Übungen an den Geräten zu unterstützen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Arbeit befasst sich mit der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von InAs/GaSb-Übergitterdetektoren für den Spektralbereich des langwelligen Infrarots zwischen 8 und 12 μm durch eine Reduktion des Dunkelstroms mit Hilfe von Heteroübergängen. Auf Basis evaluierter theoretischer Modelle werden Übergitterdetektoren mit Heteroübergängen ausgelegt, hergestellt und die Dunkelstromreduktion anhand der Charakterisierung der Detektoren gezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit erfolgt die Entwicklung eines zweistufigen laserbasierten Fügeverfahrens zur großserientauglichen Herstellung von Kunststoff-Metall-Verbunden. Über eine gezielte Lasermikrostrukturierung der Metalloberfläche erfolgt beim anschließenden Fügen eine Verkrallung des Kunststoffs in den Hinterschneidungen.Das entwickelte Fügeverfahren bietet bessere oder gleiche Scherfestigkeit als konventionelle Klebstoffsysteme bei gleichzeitiger Minimierung der klebtechnischen Nachteile.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ein Verfahren zur Modellierung des thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen mit der Finite-Element-Methode wird entwickelt und die Temperatur- und Verformungszustände eines Bearbeitungszentrums werden berechnet und analysiert. Zur Validierung sind experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden. Aus den Simulationsergebnissen wird eine Strategie zur Umsetzung des FEM-Modells für die Kompensation thermischer Verlagerungen abgeleitet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Warum können Pilze tödliche Infektionen beim Menschen auslösen und warum sind einige Pilzspezies dabei erfolgreicher als andere? Candida albicans scheint gegenüber Candida dubliniensis an die Anforderungen im humanen Wirt besser angepasst zu sein. Im Fokus dieser Arbeit stand, herauszufinden, welche Gene und Signalwege hierbei sowohl auf Seiten der zwei eng verwandten Erreger, wie auch auf Seiten des Wirtsgewebes, involviert sind
Aktualisiert: 2023-06-01
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In wissensorientierten Gesellschaften entsteht ein großer Bedarf an Hochqualifizierten besonders in den naturwissenschaftlichen Fächern. Es stellt sich die Frage, ob die erforderlichen Kompetenzen künftig ausreichend verfügbar sind. Um dies besser einschätzen zu können, ist es von zentraler Bedeutung, die Einflussfaktoren der Karrierepfade junger Wissenschaftler besser zu verstehen. Diese Fragen werden auf der Basis zahlreicher Interviews und einer umfassenden Befragung von Wissenschaftlern untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit zeigt ein grundlegendes und umfassendes Bild über die physikalischen und elektrischen Eigenschaften von ZrO2-basierten Schichten, die über Atomlagenabscheidung hergestellt wurden, als Dielektrikum in planaren Kondensatoren mit TiN als Elektrodenmaterial und bildet die Voraussetzung für die Anwendung dieses Schichtsystems in DRAM Speichern zukünftiger Generationen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das elektrochemische Verhalten von Titan wird durch seine Oxidschicht dominiert, die jedoch eine starke Abhängigkeit ihrer Eigenschaften vom Gefüge des Substrats aufweist.In dieser Arbeit werden für die Charakterisierung nanometerdünner anodischer Titanoxidfilme eine Reihe verschiedener Untersuchungsmethoden genutzt, hauptsächlich komplementär anwendbare elektrochemische und spektroskopische Methoden sowie mikroelektrochemische Kapillarzellen. Der methodische Schwerpunkt liegt dabei auf der Schichtdickenmessung mit modifizierten einfachen elektrochemischen und spektroskopischen Messprinzipien wie Cyclovoltammetrie und optischer Reflektometrie.Die Ergebnisse beleuchten den komplexen Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und Gefüge des Substrates, der Oxidbildung und -schichtdicke sowie dem dielektrischen Verhalten des Oxids für Titan und die Legierung TiAlV6-4.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer Versuchsanlage zum CO2 Hochdruckstrahlen unter Atmosphärenbedingungen, eine analytische Betrachtung des CO2 Hochdruckstrahlprozesses sowie technologische Untersuchungen zum Strahlspanen von Polyurethan zur Ermittlung der Möglichkeiten und Grenzen des CO2 Hochdruckstrahlens im Vergleich zum Wasserhochdruckstrahlen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Raman-Spektroskopie unter Verwendung geeigneter Auswertetechniken wie Bandendekonvolution oder multivariate Datenanalyse eine geeignete Methode zur Charakterisierung von Carbon-Nanotube Material aus industrieller Herstellung ist. Es können Materialien unterschiedlicher Hersteller wie auch kovalent funktionalisierte Carbon-Nanotubes vom Rohmaterial unterschieden werden. Zur Auswertung der Raman-Spektren wurden zwei verschiedene Methoden verwendet. Einerseits die Analyse mittels Bandendekonvolution anhand derer quantitative Werte zugänglich sind. Andererseits die multivariate Datenanalyse (principal component analyse, PCA), die über Matrixoperationen Daten auf die größten Varianzen innerhalb des Datensatzes reduziert. Beide eingesetzten Analysemethoden kamen für multiwall CNT-Material verschiedener Firmen zu denselben Aussagen. Zudem kann die gefundene Spektrenclusterung der PCA den Merkmalen der Dekonvolution zugeordnet werden. Die Raman-Spektroskopie konnte in dieser Arbeit hinsichtlich ihres Charakterisierungspotenzials von Carbon-Nanotubes für die Industrie bewertet werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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