Barrier efficiency of sponge-like La2Zr2O7 buffer layers for YBCO-coated conductors

Solution derived La2Zr2O7 films have drawn much attention for potential applications as thermal barriers or low-cost buffer layers for coated conductor technology. Annealing and coating parameters strongly affect the microstructure of La2Zr2O7, but different film processing methods can yield similar microstructural features such as nanovoids and nanometer-sized La2Zr2O7 grains. Nanoporosity is a typical feature found in such films and the implications for the functionality of the films is investigated by a combination of scanning transmission electron microscopy, electron energy-loss spectroscopy and quantitative electron tomography. Chemical solution based La2Zr2O7 films deposited on flexible Ni-5at.%W substrates with a {100} biaxial texture were prepared for an in-depth characterization. A sponge-like structure composed of nanometer sized voids is revealed by high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy in combination with electron tomography. A three-dimensional quantification of nanovoids in the La2Zr2O7 film is obtained on a local scale. Mostly non-interconnected highly facetted nanovoids compromise more than one-fifth of the investigated sample volume. The diffusion barrier efficiency of a 170 nm thick La2Zr2O7 film is investigated by STEM-EELS yielding a 1.8 \pm 0.2 nm oxide layer beyond which no significant nickel diffusion can be detected and intermixing is observed. This is of particular significance for the functionality of YBa2Cu3O7-{\delta} coated conductor architectures based on solution derived La2Zr2O7 films as diffusion barriers.Comment: Accepted for publication in Superconductor Science and Technolog

Real-time Kinetic Studies of Bacillus Subtilis Oxalate Decarboxylase and Ceriporiopsis Subvermispora Oxalate Oxidase Using Luminescent Oxygen Sensor

Oxalate decarboxylase (OxDC), an enzyme of the bicupin superfamily, catalyzes the decomposition of oxalate into carbon dioxide and formate at an optimal pH of 4.3 in the presence of oxygen. However, about 0.2% of all reactions occur through an oxidase mechanism that consumes oxygen while producing two equivalents of carbon dioxide and one equivalent of hydrogen peroxide. The kinetics of oxidase activity were studied by measuring the consumption of dissolved oxygen over time using a luminescent oxygen sensor. We describe the implementation of and improvements to the oxygen consumption assay. The oxidase activity of wild type OxDC was compared to that of the T165V OxDC mutant, which contains an impaired flexible loop covering the active site. The effects of various carboxylic acid-based buffers on the rate of oxidase activity were also studied. These results were compared to the oxidase activity of oxalate oxidase (OxOx), a similar bicupin enzyme that only carries out oxalate oxidation. The temperature dependence of oxidase activity was analyzed, and preliminary results offer an estimate for the overall activation energy of the oxidase reaction within OxDC. The data reported here thus provide insights into the mechanism of the oxidase activity of OxDC

Relação Precipitação-Deslizamento no Município de São Bernardo do Campo - SP

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16214In tropical countries like Brazil, one of the main trigger factors of mass movements is the volume of infiltrated water. Analysis of this relation has been increasingly explored with the aim of providing technical support for decision making to municipalities in order to avoid natural disasters. This paperwork examines this relation in a region of São Bernardo do Campo - São Paulo, through graphs of accumulated precipitation related to landslides registers, called “envoltórias”. Historical data of rainfall and landslide occurrences from 2003 to 2009 was analyzed,through collection held by the city hall at the point of Vila do Tanque and all its homogeneous region. This study results allowed to obtain “envoltórias” adjusted to the different criteria analyzed of precipitation thresholds, identified the best corresponding to the cumulative four-day (50 mm in 1 day and 150 mm in four days) criteria, more restrictive, which showed a good representation of the occurrence of landslides related to precipitation. In addition, the highlight was the difficultyof defining the rainfall limit for triggering landslides, especially in urban areas with large anthropic interference potentiating risk situations.Em países tropicais como o Brasil, um dos principais fatores deflagradores de movimentos de massa é o volume de água infiltrado. A análise desta relaçãotem sido cada vez mais explorada com o objetivo de dar subsídios técnicos para a tomada de decisão aos municípios e, assim, evitar desastres naturais. Este trabalho analisa essa relação em uma região de São Bernardo do Campo - São Paulo, através de gráficos de acumulados de precipitação relacionados com ocorrência de deslizamentos, denominados envoltórias. Dados históricos de precipitação e de ocorrências de deslizamentos, no período de 2003 a 2012, foram analisados,oriundos de coleta realizada pela Prefeitura no ponto de Vila do Tanque e toda sua região homogênea. Os resultados do estudo permitiram a obtenção de envoltórias ajustadas para  diferentes critérios analisados de limiares de precipitação, sendo identificado o melhor critério correspondente ao acumulado de quatro dias (50mm em 1 dia e 150 mm em quatro dias), considerado mais restritivo, o qual apresentou uma boa representação da curva de ocorrência de deslizamentos relacionada a precipitação. Em adição, destacou-se a dificuldadede se definir limiares de precipitação para o desencadeamento de deslizamentos, principalmente em áreas urbanas, com grande interferência antrópica potencializando situações de risco

Relação Precipitação-Deslizamento no Município de São Bernardo do Campo - SP

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16214In tropical countries like Brazil, one of the main trigger factors of mass movements is the volume of infiltrated water. Analysis of this relation has been increasingly explored with the aim of providing technical support for decision making to municipalities in order to avoid natural disasters. This paperwork examines this relation in a region of São Bernardo do Campo - São Paulo, through graphs of accumulated precipitation related to landslides registers, called “envoltórias”. Historical data of rainfall and landslide occurrences from 2003 to 2009 was analyzed,through collection held by the city hall at the point of Vila do Tanque and all its homogeneous region. This study results allowed to obtain “envoltórias” adjusted to the different criteria analyzed of precipitation thresholds, identified the best corresponding to the cumulative four-day (50 mm in 1 day and 150 mm in four days) criteria, more restrictive, which showed a good representation of the occurrence of landslides related to precipitation. In addition, the highlight was the difficultyof defining the rainfall limit for triggering landslides, especially in urban areas with large anthropic interference potentiating risk situations.Em países tropicais como o Brasil, um dos principais fatores deflagradores de movimentos de massa é o volume de água infiltrado. A análise desta relaçãotem sido cada vez mais explorada com o objetivo de dar subsídios técnicos para a tomada de decisão aos municípios e, assim, evitar desastres naturais. Este trabalho analisa essa relação em uma região de São Bernardo do Campo - São Paulo, através de gráficos de acumulados de precipitação relacionados com ocorrência de deslizamentos, denominados envoltórias. Dados históricos de precipitação e de ocorrências de deslizamentos, no período de 2003 a 2012, foram analisados,oriundos de coleta realizada pela Prefeitura no ponto de Vila do Tanque e toda sua região homogênea. Os resultados do estudo permitiram a obtenção de envoltórias ajustadas para  diferentes critérios analisados de limiares de precipitação, sendo identificado o melhor critério correspondente ao acumulado de quatro dias (50mm em 1 dia e 150 mm em quatro dias), considerado mais restritivo, o qual apresentou uma boa representação da curva de ocorrência de deslizamentos relacionada a precipitação. Em adição, destacou-se a dificuldadede se definir limiares de precipitação para o desencadeamento de deslizamentos, principalmente em áreas urbanas, com grande interferência antrópica potencializando situações de risco

Teaching case 3-2019: Are nuclear clefts or invaginations the niche of intranuclear inclusions in FTLD-TDP?

[no abstract

Planning drinking water for airplanes

The management of the Dutch national airline company KLM intends to bring a sufficient amount of water on board of all flights to fulfill customer’s demand. On the other hand, the surplus of water after a flight should be kept to a minimum to reduce fuel costs. The service to passengers is measured with a service level. The objective of this research is to develop models, which can be used to minimize the amount of water on board of flights such that a predefined service level is met. The difficulty that has to be overcome is the fact that most of the available data of water consumption on flights are rounded off to the nearest eighth of the water tank. For wide-body aircrafts this rounding may correspond to about two hundred litres of water. Part of the problem was also to define a good service level. The use of a service level as a model parameter would give KLM a better control of the water surplus. The available data have been analyzed to examine which aspects we had to take into consideration. Next, a general framework has been developed in which the service level has been defined as a Quality of Service for each flight: The probability that a sufficient amount of water is available on a given flight leg. Three approaches will be proposed to find a probability distribution function for the total water consumption on a flight. The first approach tries to fit a distribution for the water consumption based on the available data, without any assumptions on the underlying shape of the distribution. The second approach assumes normality for the total water consumption on a flight and the third approach uses a binomial distribution. All methods are validated and numerically illustrated. We recommend KLM to use the second approach, where the first approach can be used to determine an upper bound on the water level

Themenfeldentwicklung: Wissenschaftliche Begleitung Handlungsbereich Bund im Bundesprogramm "Demokratie leben!" in der Förderphase 2020 bis 2024; Schwerpunktbericht 2022

Im Handlungsbereich Bund (HB Bund) des Bundesprogramms "Demokratie leben!" sollen Kompetenznetzwerke und das Kompetenzzentrum (KNW/Z) die inhaltliche Expertise in insgesamt 14 Themenfeldern weiterentwickeln und bundesweit zur Verfügung stellen. Nach der anfänglichen Implementierungsphase seit dem Jahr 2020 hat sich die Umsetzung des Handlungsbereichs konsolidiert, und es stellt sich die Frage, welchen Beitrag die Arbeit der KNW/Z für die Entwicklung der Themenfelder leistet. Im Rahmen dieses Schwerpunktberichts 2022 widmet sich die wissenschaftliche Begleitung des Handlungsbereichs Bund (wB Bund) deswegen dem zentralen Anliegen der "Themenfeldentwicklung" durch die KNW/Z. Der Bericht geht drei übergreifenden Fragestellungen nach: Welche Beiträge zur Themenfeldentwicklung leistet die Zusammenarbeit und Handlungskoordination verschiedener Organisationen im Rahmen der Förderung als Kompetenznetzwerk (KNW)? Welche Themenfeldentwicklungen bringt die themenfeldübergreifende Kooperation und Abstimmung zwischen KNW/Z innerhalb des HB Bund hervor? Welche Beiträge zur Themenfeldentwicklung entstehen aus der Zusammenarbeit und Handlungskoordination von KNW/Z mit den Modellprojekten (MP) im jeweiligen Themenfeld? In diesem Bericht wird "Themenfeldentwicklung" als Ziel- und Aufgabenstellung für bzw. von KNW/Z untersucht. Es handelt sich dabei um einen Begriff, der in erster Linie auf die Programmarchitektur verweist. Er wird unter Bezug auf Programmdokumente sowie Konzepte der Netzwerk-, Organisations- und Feldtheorie konzeptualisiert. Im Kapitel 1 werden im Ergebnis strukturbezogene Dimensionen von Themenfeldentwicklung als Weiterentwicklung bzw. Veränderung der themenfeldbezogenen Infrastrukturen und Problembearbeitungskapazität ausdifferenziert. Darauf bezogen zielt Themenfeldentwicklung im Programm u. a. auf die Etablierung neuartiger Strukturen, Organisationen bzw. Arenen der Handlungskoordination ab. Die mit diesen strukturbezogenen Dimensionen verwobenen inhaltlich-fachlichen Dimensionen von Themenfeldentwicklung beziehen sich als Weiterentwicklung von Expertise auf Veränderungen von Diskursen, Handlungsansätzen und Wissen bzw. Handlungskompetenzen in den jeweiligen Themenfeldern. Abschnitt 2.1 widmet sich den Strategien der Themenfeldbearbeitung der KNW/Z. Angelehnt an Theorien von Marktsegmentierung und -bearbeitung wurde angenommen, dass die Träger der KNW/Z ihr jeweiliges Themenfeld entweder als Ganzes oder in ausgewählten Teilen (Segmenten) in den Blick nehmen. Zudem wurde unterschieden, ob sie das jeweilige Themenfeld oder Ausschnitte davon mit einem übergreifenden Ansatz bzw. Konzept bearbeiten oder differenzierte Ansätze und Konzepte nutzen. Vor diesem Hintergrund verdeutlichen die Ergebnisse einer Onlinebefragung 2022, dass die Strategie, ein Themenfeld oder Teile davon mit unterschiedlichen Ansätzen zu bearbeiten, deutlich häufiger anzutreffen ist als eine einheitliche, undifferenzierte Herangehensweise. Beide Strategien sind mit Schwerpunktsetzungen in der Arbeit im Themenfeld verbunden. Sie bieten gleichermaßen Anknüpfungspunkte für die Träger, sich innerhalb eines KNW wechselseitig zu ergänzen oder in Konkurrenz zueinander zu geraten. Gleichzeitig zeigen die Ergebnisse, dass die einzelnen Organisationen innerhalb von KNW divergente Sichtweisen auf das jeweilige Themenfeld haben. Sie verdeutlichen somit eine unscharfe Konturierung von Themenfeldern. Deren konkreter Rahmen kann nicht im Detail vorgegeben werden, sondern wird unter Einbindung unterschiedlicher Sichtweisen in Ko-Konstruktionsprozessen ausgestaltet. Hinweise darauf, inwiefern sich die unterschiedlichen Zuschnitte der Themenfelder im Bundesprogramm auf die Bildung eines Domänenkonsenses für das jeweilige KNW und ein synergetisches Agieren in den gemeinsamen Themenfeld-Konstrukten auswirken und letztendlich funktional sind, liefert eine Betrachtung der Zusammenarbeit in den KNW im Abschnitt 2.2. Ausgangsfrage dieses Abschnitts ist, welche Beiträge zur Themenfeldentwicklung durch Zusammenarbeit und Handlungskoordination verschiedener Organisationen in den KNW erzielt werden können. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass vor allem die Größe eines KNW, die Komplementarität der Akteure sowie - darauf bezogen - angemessene Ressourcen von zentraler Bedeutung sind, damit jene reziproke und vertrauensvolle Akteursbeziehungen und eine gemeinsame Governance ausbilden können. Wichtig sind zudem die Beziehungsqualität oder geteilte Visionen in Verbindung mit dem wahrgenommenen Nutzen der Zusammenarbeit. Zugleich wird deutlich, dass die Performanz von KNW, d. h. ihre Leistung, sich gegenüber Dritten als gemeinsame Entität zu präsentieren, nicht von geteilten Sichtweisen auf das jeweilige Themenfeld abhängig zu sein scheint. Dies zeugt von der Professionalität der Organisationen, funktional und kooperativ zusammenzuarbeiten, und ermöglicht den KNW, als zentrale Ansprechpartner und Instanz zur Bereitstellung von Expertise zu fungieren. In der Gesamtschau legen die Erkenntnisse jedoch den Schluss nahe, dass eine nachhaltige Perspektive für die Zusammenarbeit über die Dauer der Förderung hinaus eher in jenen KNW zu erwarten ist, die gemeinsame Sichtweisen auf das Themenfeld und das KNW entwickeln. In anderen KNW kann die Zusammenarbeit eher als funktionaler, zweckopportuner Zusammenschluss betrachtet werden, dessen Fortbestand bei einer Änderung der Förderausrichtung unsicher ist. Vor diesem Hintergrund ruft der Abschnitt die Frage auf, ob der förderinduzierte Zusammenschluss von Organisationen zu KNW in allen Fällen dafür geeignet erscheint, um nachhaltige, themenzentrierte Netzwerkstrukturen auf der Bundesebene zu etablieren. Dies wird dadurch verstärkt, dass die zunehmende Netzwerkintegration und der Nutzen der interorganisationalen Zusammenarbeit in KNW durch die fehlenden Zukunftsperspektiven zumindest behindert, wenn nicht gar delegitimiert werden. Abschnitt 2.3 widmet sich den fachlichen und strukturellen Potenzialen der Erweiterung von KNW für die Themenfeldentwicklung. Die Analysen verdeutlichen, dass die Erweiterungen grundlegend dazu geeignet sind, fachliche Lücken und Leerstellen in den KNW/Z (im Sinne von Akteursnetzwerken auf Bundesebene) zu schließen. Dabei werden vor allem additive Ergänzungslogiken verfolgt und seitens der Träger wie der Programmgestaltenden Perspektiven eingenommen, die den Mehrwert für die jeweils eigene Organisation bzw. die eigenen (Beratungs-)Bedarfe fokussieren. Dass sich auch die Zusammenarbeit zwischen den KNW/Z intensiviert hat, zeigt Abschnitt 2.4. Ein Vergleich der handlungsfeldinternen und -übergreifenden Zusammenarbeit der Jahre 2020 und 2022 macht deutlich, dass sich im Laufe des Bundesprogramms sowohl die Zusammenarbeit innerhalb der Handlungsfelder als auch zwischen den Handlungsfeldern intensiviert hat. Damit wird die Unterteilung des HB Bund in 14 Themenfelder teilweise bearbeitet. Eine Systematisierung der thematischen Anregungen der Zusammenarbeit vonseiten der Programmgebenden zeigt, dass insbesondere intersektionale Zusammenarbeit angeregt wird. Hier liegen einerseits Potenziale für die dynamische Weiterentwicklung von Themenfeldern und die Bearbeitung neuer, sich wandelnder Herausforderungen. Die Analyse zeigt allerdings auch, dass die intersektionale Bearbeitung im Bundesprogramm Gefahr läuft, sich von Entwicklungen außerhalb des Programmkontextes abzukoppeln, wodurch diese Zusammenarbeit zum Selbstzweck werden könnte. Kapitel 3 geht der Frage nach, welche Beiträge zur Themenfeldentwicklung aus der Zusammenarbeit und Handlungskoordination von KNW/Z mit den MP im jeweiligen Themenfeld entstehen. Die Ergebnisse der Onlinebefragung der MP 2022 zeigen, dass die Zusammenarbeit sowohl von MP als auch vom Kompetenzzentrum (KNZ) bzw. von KNW als vertrauensvoll, partnerschaftlich und nutzbringend beschrieben wird. Den größten Nutzen ziehen die MP nach eigenen Angaben aus der fachlichen Expertise der KNW/Z. Sie kommt der fachlichen Weiterentwicklung der eigenen Arbeit sowie dem Transfer der eigenen Expertise der MP in die Fachpraxis zugute. Zudem werden die Transferimpulse der KNW/Z aufseiten der MP als unterstützend wahrgenommen. Dies kann als Hinweis darauf gedeutet werden, dass durch den Austausch mit etablierten Organisationen veränderte Handlungsansätze und neues fachliches Wissen ihren Weg in die Arbeit der MP finden. Auch die KNW/Z nehmen in Bezug auf die Zusammenarbeit mit den MP ihre Rolle als Knotenpunkte sowie den Transferauftrag an. Insofern können die Unterstützungsfunktion der KNW/Z für MP und ihre Rolle als fachliche Instanz ("Expertiseträger") in den Themenfeldern des Bundesprogramms als erfolgreiches Modell angesehen werden. Ein Beispiel für Formate der Zusammenarbeit sind die Vernetzungstreffen von KNW/Z und MP. Sie erweisen sich als effektive und häufig genutzte Möglichkeiten, die Rolle und Arbeit der KNW/Z einschätzen, die Aktivitäten anderer MP kennenlernen und Kontakte im Themenfeld knüpfen zu können. Dabei scheinen sowohl die Orientierung an der Arbeitsweise und die Expertise der KNW/Z als auch das Kennenlernen der Ansätze anderer MP im Themenfeld das Potenzial zu entfalten, dass soziale Innovationen in Themenfelder diffundieren. Insgesamt zeigt sich im Kapitel 3, dass sich das Wissen um die Rolle und Aufgaben der KNW/Z aufseiten der MP erhöht. Dennoch gibt es weiterhin hinreichend viele MP, denen die Klarheit über die Zuständigkeit der KNW/Z tendenziell fehlt. Hier bleibt zu eruieren, ob die Intransparenz tatsächlich auf die Arbeitsweise der KNW/Z oder auf die komplexe Programmarchitektur zurückzuführen ist. Kapitel 4 (Fazit) resümiert die Befunde zum Beitrag der Arbeit der KNW/Z für die Entwicklung der Themenfelder des Bundesprogramms und leitet daraus konkrete Empfehlungen für das Bundesprogramm "Demokratie leben!" ab. Übergreifend zeigt sich, dass die Interaktionen und Beziehungen von Akteuren (innerhalb von KNW, zwischen KNW/Z sowie zwischen KNW/Z und den ihnen thematisch zugeordneten MP) sich im Programmverlauf vermehrt und intensiviert haben. Insofern lässt sich eine strukturbezogene Entwicklung in den jeweiligen Themenfeldern sowie an den Schnittstellen zwischen ausgewählten Themenfeldern konstatieren. Zum jetzigen Zeitpunkt ist zudem sichtbar, dass auch die inhaltlich-fachliche Zusammenarbeit und der Austausch von der Vernetzung der Programmakteure profitiert. Welche Impulse und Wechselwirkungen sich auf Basis der im Rahmen des Bundesprogramms binnendifferenzierten Themenfeldzuschnitte für darüberhinausgehende gesellschaftliche Themenfelder ergeben, wird sowohl hinsichtlich der thematisch-fachlichen Synergien als auch möglicher Lücken und Überlappungen längerfristig zu beobachten sein. Vor diesem Hintergrund kommt die wB Bund zu folgenden Empfehlungen: Form follows function: die Gestalt der zu fördernden Infrastrukturen an den zu übernehmenden Aufgaben und Funktionen orientieren; Anschlussperspektiven sind entscheidend für die Nachhaltigkeit der geförderten Kompetenznetzwerke und des Kompetenzzentrums; unterschiedliche Netzwerkkonstellationen stärker berücksichtigen und gemeinsames Förderbudget schaffen; differenzierte Fördermodalitäten herstellen; intersektionale Zusammenarbeit zielgerichtet anregen sowie unterstützen und Austauschformate stärken; Unterstützungsleistungen der Kompetenznetzwerke und des Kompetenzzentrums für andere Programmakteure im Programmkontext kohärent ausgestalten sowie mit wechselseitigen Ressourcen unterlegen

Spatial co-occurrence patterns of benthic microbial assemblage in response to trace metals in the Atacama Desert Coastline

Taxonomic and functional microbial communities may respond differently to anthropogenic coastal impacts, but ecological quality monitoring assessments using environmental DNA and RNA (eDNA/eRNA) in response to pollution are poorly understood. In the present study, we investigated the utility of the co-occurrence network approach’s to comprehensively explore both structure and potential functions of benthic marine microbial communities and their responses to Cu and Fe fractioning from two sediment deposition coastal zones of northern Chile via 16S rRNA gene metabarcoding. The results revealed substantial differences in the microbial communities, with the predominance of two distinct module hubs based on study zone. This indicates that habitat influences microbial co-occurrence networks. Indeed, the discriminant analysis allowed us to identify keystone taxa with significant differences in eDNA and eRNA comparison between sampled zones, revealing that Beggiatoaceae, Carnobacteriaceae, and Nitrosococcaceae were the primary representatives from Off Loa, whereas Enterobacteriaceae, Corynebacteriaceae, Latescibacteraceae, and Clostridiaceae were the families responsible for the observed changes in Mejillones Bay. The quantitative evidence from the multivariate analyses supports that the benthic microbial assemblages’ features were linked to specific environments associated with Cu and Fe fractions, mainly in the Bay. Furthermore, the predicted functional microbial structure suggested that transporters and DNA repair allow the communities to respond to metals and endure the interacting variable environmental factors like dissolved oxygen, temperature, and salinity. Moreover, some active taxa recovered are associated with anthropogenic impact, potentially harboring antibiotic resistance and other threats in the coastal zone. Overall, the method of scoping eRNA in parallel with eDNA applied here has the capacity to significantly enhance the spatial and functional understanding of real-time microbial assemblages and, in turn, would have the potential to increase the acuity of biomonitoring programs key to responding to immediate management needs for the marine environment