Charakterisierung des frequenzabhängigen Übertragungsverhaltens von Leitungsnachbildungen im Klein- und Großsignalbereich

Die entstehenden Auswirkungen auf die Übertragungsstrecken im Verteilnetz erfordern eine genaue Kenntnis der Charakteristik von Leitungsstrecken und dessen Verhalten bei verschiedenen Belastungszuständen. Das Netzlabor des DLR Institut für vernetzte Energiesysteme e.V. ermöglicht dafür eine realitätsnahe Erforschung der zukünftigen Vierteilnetzarchitekturen. Auf Grund der im Labor nicht realisierbaren räumlichen Dimension, werden für die Replikation von elektrischen Verteilnetzen in der Mittel- und Niederspannungsebene modulare Nachbildungen von elektrischen Leitungen unterschiedlicher Typen, Querschnitte und Längen eingesetzt. Die Leitungsnachbildungen sind vom Hersteller nach Vorgaben des DLRVE ausgelegt und besitzen eine spezifische Charakteristik, welche mittels der Widerstands-, Induktivitäts- und Kapazitätsbeläge beschrieben wird. Diese Charakteristik, bezogen auf den Leitungstypen und der nachgebildeten Leitungslänge soll zunächst untersucht und zukünftig mit dem Übertragungsverhalten realer Leitungen verglichen werden. Darauf aufbauend kann eine Aussage über die Übereinstimmung, oder auch Abweichung zu realen Leitungsnetzen getroffen und in zukünftigen Modellierungen einbezogen werden. Mit dieser Grundlage ist es möglich in folgenden Versuchen eine wissenschaftlich exakte Untersuchung des Übertragungsverhaltens, sowie diverser Netzstrukturen und Betriebsarten zu realisieren

Highly active heterogeneous hydrogenation catalysts prepared from cobalt complexes and rice husk waste

The utilization and valorization of agricultural waste is a key strategy for the implementation of a sustainable economy to lessen the environmental footprint of human activities on Earth. This work describes the use of rice husk (RH) from agricultural waste to prepare a highly active catalyst for the reduction of nitro compounds. RH was impregnated with various cobalt complexes bearing N-donor ligands, then pyrolyzed and the resulting composite was etched with a base to remove the silica domains. The composition and morphology of the prepared materials were investigated by IR, AAS, ICP-OES, XRD, BET, XPS and SEM technics. The material showed excellent activity and selectivity in the hydrogenation of nitro groups in aromatic and aliphatic substrates. A remarkable selectivity towards nitro groups was found in the presence of various reactive functionalities, including halogens, carbonyls, borates, and nitriles. Apart from their excellent activity and selectivity, these catalysts showed remarkable stability, allowing their easy recovery and multiple reuse without requiring re-activation

Trustworthy Visual Analytics in Clinical Gait Analysis: A Case Study for Patients with Cerebral Palsy

Three-dimensional clinical gait analysis is essential for selecting optimal treatment interventions for patients with cerebral palsy (CP), but generates a large amount of time series data. For the automated analysis of these data, machine learning approaches yield promising results. However, due to their black-box nature, such approaches are often mistrusted by clinicians. We propose gaitXplorer, a visual analytics approach for the classification of CP-related gait patterns that integrates Grad-CAM, a well-established explainable artificial intelligence algorithm, for explanations of machine learning classifications. Regions of high relevance for classification are highlighted in the interactive visual interface. The approach is evaluated in a case study with two clinical gait experts. They inspected the explanations for a sample of eight patients using the visual interface and expressed which relevance scores they found trustworthy and which they found suspicious. Overall, the clinicians gave positive feedback on the approach as it allowed them a better understanding of which regions in the data were relevant for the classification.Comment: 7 pages, 4 figures; supplemental material 9 pages, 8 figures; to be published in the proceedings of the 2022 IEEE Workshop on TRust and EXpertise in Visual Analytics (TREX

Hybrid Biomimetic Materials from Silica/Carbonate Biomorphs

The authors thank the Particle Analysis Center of the University of Konstanz (SFB 1214), the Nanostructure Laboratory and the Bioimaging center of the University of Konstanz for access to their instruments and Andra-Lisa Hoyt for corrections.The formation of a polymer protection layer around fragile mineral architectures ensures that structures stay intact even after treatments that would normally destroy them going along with a total loss of textural information. Here we present a strategy to preserve the shape of silica-carbonate biomorphs with polymers. This method converts non-hybrid inorganic-inorganic composite materials such a silica/carbonate biomorphs into hybrid organic/carbonate composite materials similar to biominerals.The authors thank the European Research Council under the European Union’s seventh Framework Program (FP7/2007-2013)/ERC grant agreement no. 340863

In-vitro-Untersuchungen zur quantitativen Vitalitätsbeurteilung von C. parvum-Oozysten

Die Arbeit hatte zum Ziel, ein In-vitro-Infektionsmodell für den protozoären Durchfallerreger Cryptosporidium parvum zu optimieren und dahingehend zu testen, ob es für eine quantitative Beurteilung der Infektiosität von Kryptosporidienoozysten eingesetzt werden kann. Die verwendeten Oozysten wurden zuvor im Zuge einer Passagierung im Kalb vermehrt, aus dem Kot isoliert, aufgereinigt und zur Infektion einer humanen ileocaecalen Adenokarzinomzelllinie (HCT-8) verwendet Die Kultivierung erfolgte über 48 Stunden in Mikrotiterplatten mit jeweils 24 Kavitäten. Die DNA infizierter Zellen und nichtinfizierter Kontrollen wurde anschließend isoliert und die parasitenspezifische DNA in der real-time PCR quantifiziert. Die gewählten Primer-Sonden-Kombinationen erlaubten eine spezifische Amplifikation der Erreger-DNA. In der Optimierung wurden das Brilliant®QPCR Core Reagent Kit, der ABsoluteTMQPCR sowie zwei verschiedene Oligonukleotidkombinationen untersucht. Durch die Klonierung einer Sequenz im Target-Gen und die Herstellung einer Titrationsreihe aus dieser klonierten DNA gelang es, den für die Vergleichbarkeit unerlässlichen homogenen Standard zu gewinnen. Der In-vitro-Vitalitätsassay wurde außerdem auf seine praktische Anwendbarkeit hin geprüft. Es wurde einerseits eine Desinfektionsmittelprüfung mit Chlorokresol (Neopredisan®135-E), andererseits ein Versuch zur thermischen Inaktivierung, beide unter Nutzung dreier verschiedener C. parvum-Chargen (LE-06-Cp-05/0, LE-07-Cp-05/2 vom Isolat A, LE-06-Cp-05/2 vom Isolat B), vollzogen. Die Überbewertung der Infektiosität der Oozysten durch die Betrachtung der Exzystierung konnte anhand der parallel zur DNA-Quantifizierung ermittelten Exzystierungsraten gezeigt werden. Die Exzystierungshemmung lag in jedem Versuch deutlich unter den in der real-time PCR berechneten Inaktivierungsraten. Je nach verwendeter Oozystencharge lieferte die Desinfektion mit 4 % Neopredisan®135-E Inaktivierungsraten, die zwischen 90 und 100 % bei einstündiger Einwirkzeit lagen. Mit steigender Dauer der Inkubation stieg erwartungsgemäß auch der Grad der Inaktivierung. Die Anwendung der 1 %igen Verdünnung resultierte in einer deutlich gesteigerten Exzystierungsrate gegenüber der unbehandelten Kontrolle sowie in stark variierenden Inaktivierungsraten (24 - 91,5 %). Es konnte gezeigt werden, dass mit Neopredisan®135-E unter den gewählten Inkubationsbedingungen zwar eine gute, aber keine vollständige Inaktivierung der C. parvum-Oozysten erfolgt. Eine suboptimale Wirkung zeigte sich in einer hohen Varianz der Einzelmesswerte. Die Vitalitätsraten betrugen nach einstündiger Inkubation der Oozysten bei 38°C noch 100 %, nach 24 Stunden waren diese bereits auf 5 - 23 % abgesunken. Es scheint, als würden mesophile Verhältnisse die Exzystierung der Sporozoiten anregen und bei längerer Konditionierung eine Erschöpfung des Stoffwechsels der Entwicklungsstadien herbeiführen. Die Inaktivierungsrate bei 55°C lag zwischen 96 und 100 %. Bei thermophiler Konditionierung wurde in drei von sieben Fällen, nach der Inkubation in Neopredisan®135-E nur in einer der sieben Untersuchungen ein vollständiger Vitalitätsverlust beobachtet. Die vorgestellte Methode erwies sich als gut reproduzierbar, sensitiv und schnell. Die In-vitro-Kultivierung des Erregers C. parvum ließ sich mit der real-time PCR, welche eine absolute Quantifizierung erlaubte, gut in Einklang bringen. Die Verwendung der In-vitro-Kultur als lebendes System ließ eine gewisse Variabilität der Ergebnisse zwischen einzelnen Untersuchungen erwarten, die sich aber in einem akzeptablen Bereich bewegten. Eine weitere Optimierung im Sinne einer Sensitivitätssteigerung bei akzeptabler Störanfälligkeit und Variabilität ist anzustreben