Mobilität zur sozialen Teilhabe im Alter

In dem internationalen Kooperationsprojekt „Erhaltung von Mobilität zur sozialen Teilhabe im Alter ('Keeping the Elderly Mobile') wird untersucht, welche Bedürfnisse und Probleme bei älteren Menschen im Hinblick auf ihre außerhäusliche Mobilität bestehen. Die mehrstufige Untersuchung wird in Ost- und Westdeutschland sowie in Finnland und Italien etwa zeitgleich in städtischen Regionen mit differenzierter Siedlungs- und Verkehrsinfrastruktur sowie in Randgebieten mit geringer Verkehrsanbindung und geringer Angebotsdichte durchgeführt. In einer ersten Phase wurden im Herbst 1995 mittels standardisierter Interviews, kombiniert mit einem von den Befragten über drei Tage geführten Mobilitätstagebuch, Informationen über objektive Faktoren und subjektive Einschätzungen und Motive gesammelt, die die außerhäusliche Mobilität Älterer beeinflussen (können). In einer zweiten, qualitativen Phase werden durch Fallstudien vertiefte Erkenntnisse über soziale und technische Rahmenbedingungen gewonnen, die die Realisierung von Mobilitätsbedürfnissen typischerweise unterstützen oder behindern. Der deutscher Teil der Studie wird vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend (BMFSFJ) gefördert. Die Ergebnisse dieses Projektes weisen daraufhin, daß die Mobilität Älterer einerseits stark durch persönliche Voraussetzungen, wie zum Beispiel Gesundheitszustand, Fahrkompetenz und die Nutzungsmöglichkeit eines Pkw, und andererseits durch externe Faktoren wie räumliche oder technische Gegebenheiten, aber auch durch soziale Aspekte - besonders fehlende Rücksichtnahme im Verkehr - beeinträchtigt werden. Insgesamt schlagen sich die verschiedenen Voraussetzungen in einer mit zunehmenden Alter geringer werdenden Mobilität nieder. Sie wirken sich besonders bei denjenigen, die nicht (mehr) selbst Auto fahren, erheblich auf die Zufriedenheit mit ihren Mobilitätsmöglichkeiten aus. --

Zuverlässigkeit von piezoelektrischen Mehrschicht-Aktoren in der Adaptronik

Die Auswirkungen von Umweltlasten auf die Lebensdauer von piezoelektrischen Mehrschicht-Aktoren (PMA) in adaptronischen Anwendungen sind bislang noch nicht hinreichend untersucht, um während des Entwicklungsprozesses fundierte Aussagen über die zu erwartende Zuverlässigkeit des Gesamtsystems treffen zu können. Konventionelle Ansätze, zur Bestimmung der anwendungsabhängigen PMALebensdauer basieren auf zeit- und kostenintensiven experimentellen Versuchsreihen, welche die Entwicklung und Verbreitung adaptronischer Systeme bremsen. In dieser Arbeit werden die Einflüsse von Umwelt- und Lastparametern auf PMA untersucht und quantifiziert, sowie die in adaptronischen Anwendungen typischen Lasten charakterisiert und möglichen Fehlermechanismen gegenübergestellt. Es wird ein systematisches Vorgehen entwickelt und demonstriert, abhängig vom verfügbaren Expertenwissen ausstehende Daten zu erfassen, auszuwerten und zu verifizieren. Anschließend wird gezeigt, dass die Weibullanalyse ein geeignetes Mittel darstellt, um die PMA-Zuverlässigkeit zu bestimmen und zu beschreiben. Die untersuchten Parameter Feuchte, Temperatur und anregendes elektrisches Feld haben alle einen deutlichen Einfluss auf die Abnahme des Isolationswiderstandes und somit auf die Degradation der betrachteten PMA. Der Einfluss der relativen Feuchte ist dominant und imstande die Lebensdauer der PMA um mehrere Größenordnungen zu reduzieren. Die verwendeten Sawyer-Tower-Kreise stellen ein geeignetes Messmittel dar, um während des Betriebs der PMA die Degradation in Echtzeit zu messen. Der zeitliche Verlauf der Degradation ist nach einer Einschwingphase logarithmisch und verhält sich, innerhalb des betrachteten Parameterbereichs qualitativ gleich, was darauf schließen lässt, dass die physikalischen und chemischen Prozesse, die letztlich zur Degradation führen, im gesamten Parameterbereich gleich sind. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wird ein strukturierter Ablaufplan entwickelt, welcher die Übernahme vorhandenen Expertenwissens in verschiedenen Stufen ermöglicht, und so den experimentellen Aufwand reduzieren hilft. Zur Verifizierung wird ein neuartiges Testverfahren vorgestellt. Dieses nutzt stufenweise ansteigende Lasten an einzelnen Proben, um die Einflüsse der Lastparameter zu quantifizieren und so die Einflüsse statistischer Effekte auf die Ergebnisse zu reduzieren. Der entwickelte Ablaufplan ist zur Zuverlässigkeitsbestimmung weiterer PMA geeignet und erlaubt frühzeitig Erkenntnisse darüber, welche der in dieser Arbeit gewonnenen Zwischenergebnisse auf ein anderes System oder eine andere Anwendung übertragen werden können. Hierdurch können weitere Einsparpotenziale gegenüber konventionellen Ansätzen zur Bestimmung der PMA-Zuverlässigkeit gehoben werden. Der experimentelle Aufwand, der zur Bestimmung der PMA-Zuverlässigkeit in dieser Arbeit betrieben wurde, ist um mindestens eine Größenordnung geringer, als bei vergleichbaren vorangegangenen Arbeiten

Microbial degradation of furanic compounds: biochemistry, genetics, and impact

Microbial metabolism of furanic compounds, especially furfural and 5-hydroxymethylfurfural (HMF), is rapidly gaining interest in the scientific community. This interest can largely be attributed to the occurrence of toxic furanic aldehydes in lignocellulosic hydrolysates. However, these compounds are also widespread in nature and in human processed foods, and are produced in industry. Although several microorganisms are known to degrade furanic compounds, the variety of species is limited mostly to Gram-negative aerobic bacteria, with a few notable exceptions. Furanic aldehydes are highly toxic to microorganisms, which have evolved a wide variety of defense mechanisms, such as the oxidation and/or reduction to the furanic alcohol and acid forms. These oxidation/reduction reactions constitute the initial steps of the biological pathways for furfural and HMF degradation. Furfural degradation proceeds via 2-furoic acid, which is metabolized to the primary intermediate 2-oxoglutarate. HMF is converted, via 2,5-furandicarboxylic acid, into 2-furoic acid. The enzymes in these HMF/furfural degradation pathways are encoded by eight hmf genes, organized in two distinct clusters in Cupriavidus basilensis HMF14. The organization of the five genes of the furfural degradation cluster is highly conserved among microorganisms capable of degrading furfural, while the three genes constituting the initial HMF degradation route are organized in a highly diverse manner. The genetic and biochemical characterization of the microbial metabolism of furanic compounds holds great promises for industrial applications such as the biodetoxifcation of lignocellulosic hydrolysates and the production of value-added compounds such as 2,5-furandicarboxylic acid

Zuverlässigkeit von piezoelektrischen Mehrschicht-Aktoren in der Adaptronik

Die Auswirkungen von Umweltlasten auf die Lebensdauer von piezoelektrischen Mehrschicht-Aktoren (PMA) in adaptronischen Anwendungen sind bislang noch nicht hinreichend untersucht, um während des Entwicklungsprozesses fundierte Aussagen über die zu erwartende Zuverlässigkeit des Gesamtsystems treffen zu können. Konventionelle Ansätze, zur Bestimmung der anwendungsabhängigen PMALebensdauer basieren auf zeit- und kostenintensiven experimentellen Versuchsreihen, welche die Entwicklung und Verbreitung adaptronischer Systeme bremsen. In dieser Arbeit werden die Einflüsse von Umwelt- und Lastparametern auf PMA untersucht und quantifiziert, sowie die in adaptronischen Anwendungen typischen Lasten charakterisiert und möglichen Fehlermechanismen gegenübergestellt. Es wird ein systematisches Vorgehen entwickelt und demonstriert, abhängig vom verfügbaren Expertenwissen ausstehende Daten zu erfassen, auszuwerten und zu verifizieren. Anschließend wird gezeigt, dass die Weibullanalyse ein geeignetes Mittel darstellt, um die PMA-Zuverlässigkeit zu bestimmen und zu beschreiben. Die untersuchten Parameter Feuchte, Temperatur und anregendes elektrisches Feld haben alle einen deutlichen Einfluss auf die Abnahme des Isolationswiderstandes und somit auf die Degradation der betrachteten PMA. Der Einfluss der relativen Feuchte ist dominant und imstande die Lebensdauer der PMA um mehrere Größenordnungen zu reduzieren. Die verwendeten Sawyer-Tower-Kreise stellen ein geeignetes Messmittel dar, um während des Betriebs der PMA die Degradation in Echtzeit zu messen. Der zeitliche Verlauf der Degradation ist nach einer Einschwingphase logarithmisch und verhält sich, innerhalb des betrachteten Parameterbereichs qualitativ gleich, was darauf schließen lässt, dass die physikalischen und chemischen Prozesse, die letztlich zur Degradation führen, im gesamten Parameterbereich gleich sind. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wird ein strukturierter Ablaufplan entwickelt, welcher die Übernahme vorhandenen Expertenwissens in verschiedenen Stufen ermöglicht, und so den experimentellen Aufwand reduzieren hilft. Zur Verifizierung wird ein neuartiges Testverfahren vorgestellt. Dieses nutzt stufenweise ansteigende Lasten an einzelnen Proben, um die Einflüsse der Lastparameter zu quantifizieren und so die Einflüsse statistischer Effekte auf die Ergebnisse zu reduzieren. Der entwickelte Ablaufplan ist zur Zuverlässigkeitsbestimmung weiterer PMA geeignet und erlaubt frühzeitig Erkenntnisse darüber, welche der in dieser Arbeit gewonnenen Zwischenergebnisse auf ein anderes System oder eine andere Anwendung übertragen werden können. Hierdurch können weitere Einsparpotenziale gegenüber konventionellen Ansätzen zur Bestimmung der PMA-Zuverlässigkeit gehoben werden. Der experimentelle Aufwand, der zur Bestimmung der PMA-Zuverlässigkeit in dieser Arbeit betrieben wurde, ist um mindestens eine Größenordnung geringer, als bei vergleichbaren vorangegangenen Arbeiten