Definitions of Life Style and its Application to Travel Behavior

The concept of life style is increasingly applied to the area of transportation. Yet, at the same time it is theoretically ambiguous and generally ill-defined. In this paper definitions of life style will be discussed in order to find a useful definition of the concept of life style and in order to explore its claimed relationship with travel behavior. This clarification of the life style concept will be achieved by means of a literature review

The effect of inclination and stand-off on the dynamic response of beams impacted by slugs of a granular material

The dynamic response of end-clamped sandwich and monolithic beams to impact by highvelocity tungsten carbide (WC) particle columns (slugs) has been measured with the aim of developing an understanding of the interaction of ejecta from a shallow-buried explosion with structures. The monolithic beams were made from stainless steel, while the sandwich beams of equal areal mass comprised stainless steel face sheets and an aluminium honeycomb core. High-speed imaging was used to measure the transient transverse deflection of the beams, to record the dynamic modes of deformation, and to observe the flow of the WC particles upon impact. The experiments show that sandwich beams deflect less than the monolithic beams both in normal and inclined impact situations. Moreover, the deflections of all beams in the inclined orientation were less than their respective deflections in the normal orientation at the same slug velocity. Intriguingly, the ratio of the deflection of the sandwich to monolithic beams remains approximately constant with increasing slug velocity for inclined impact but increases for normal impact; i.e. inclined sandwich beams retain their advantage over monolithic beams with increasing slug velocity. Dynamic force measurements reveal that (i) the momentum transferred from the impacting slug to both monolithic and sandwich beams is the same, and (ii) the interaction between the impacting particles and the dynamic deformation of the inclined monolithic and sandwich beams results in a momentum transfer into these beams that is equal to or greater than the momentum of the slug. These experimental findings demonstrate that contrary to intuition and widespread belief, the performance enhancement obtained from employing beam inclination is not due to a reduction in transferred momentum. Finally, we show that increasing the stand-off distance decreases beam deflections. This is because the slugs lengthen as they traverse towards their target and thus the duration of loading is extended with increasing stand-off. However, combining increased stand-off with sandwich construction does not yield the synergistic benefits of sandwich construction combined with beam inclination.The work was supported by the Office of Naval Research Grant N00014-09-1-0573 (Program manager, Dr. David Shifler) and the Defense Advanced Projects Agency under grant number W91CRB-11-1-0005 (Program manager, Dr. J. Goldwasser).This is the accepted manuscript. The final version is available from Elsevier at http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020768314004466

CONSUMERS FACING SUPRA-COMPLEX CHOICES IN THE MODERN MARKETPLACE

In this paper, we suggest that many of the choice situations confronting consumers in the modern marketplace have become supra-complex. Supra-complex decision-making occurs when the perceived difficulty of transforming product information into knowledge exceeds the expected benefits of doing so, even if decision-making heuristics, or other kind of attribute-related decision rules, are applied. Under conditions of supra-complexity, we propose that consumers instead use mental markers in order to justify their decisions. Mental markers are any mental construct the consumer uses for the purpose of gaining mental justification of overall choices. We argue that the usage of mental markers leads to reductions in cognitive dissonance, reduced usage of mental resources and time. Drawing on the principle of mental justification as well as consumers’ propensity to use goals as blueprints for directing their behaviour, we propose a framework for understanding consumer decisions when faced with supra-complexity

The division of the causative eventive chain by means of -ment and -age

In this paper I will investigate process and result nominals in -age and –ment, which are derived from verbs participating in the causative/anti-causative-alternation (henceforth labelled “alternating verbs”). First of all, it will be empirically shown that –mentnominals have both the anti-causative reading and the resultant state reading, whereas process nominals in –age focus on the causing process and result nominals in –age only appear in applicative constructions. Ehrich & Rapp (2000) assume that the causative eventive chain consists of a causing process and a change-of-state event that takes the resultant state as its situational argument. Following that, I will conclude from the empirical evidence that –ment nominalizes the change-of-state event, while –age nominalizes the causing process. Furthermore, I will model the relevant –age- and –mentnominals in terms of Lieber’s (2004) conceptual structures and discuss the question whether we may assume that –ment and –age introduce different aspectual operators

Development of bioorthogonal synthetic strategies towards hybrid macromolecular conjugates with tailored properties

Über die letzten Jahrzehnte wurde eine große Anzahl von chemischen Reaktionen entwickelt, die kompatibel mit bioinspirierten, biotechnologischen und biomimetischen Molekülen sind und den gegenwärtigen Anforderungen des kontinuierlich wachsenden Repertoires von Konjugationstechniken entsprechen. Die Wahl des geeigneten Ansatzes aus der Toolbox der sogenannten bioorthogonalen Methoden ist allerdings immer einzelfallabhängig. Das zentrale Ziel der vorgestellten kumulativen Arbeit war deshalb die Konzeption und Entwicklung von neuen kombinierten „orthogonalen bioorthogonalen“[1] Synthesestrategien, d.h. die Entwicklung von bestimmten chemo- und regioselektiven Reaktionen für die Synthese von makromolekularen Konjugaten mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Dazu wurde eine Vielzahl von Verbindungen aus verschiedenen molekularen Klassen untersucht, darunter kleine Zytotoxine und Oligopeptide, hoch geordnete kubisch-oktamerische Silsesquioxane (COSS), kristalline Nanocellulose und funktionelle Proteine. Für jedes, in dieser Arbeit beschriebene Konjugat wurde eine individuelle bioorthogonale Synthesestrategie entwickelt, die die intrinsischen Eigenschaften, speziellen Anforderungen und verschiedenen Restriktionen der jeweiligen Reaktionspartner berücksichtigt. Um eine tragfähige und reproduzierbare Syntheseplattform zu etablieren, wurden drei eigenständige Studien durchgeführt, die jeweils eine Reihe von selektiven chemischen Reaktionen zwischen speziellen funktionellen Molekülen mit den jeweiligen Gegenstücken enthielten. Unter Berücksichtigung, dass Bio-(makro)moleküle sehr komplex und vielfältig sind, sollte der Konjugationsansatz die erforderliche Bioorthogonalität, sowie Flexibilität hinsichtlich Effizienz, Erschwinglichkeit und Leichtigkeit des Zugangs bieten. Jede individuelle Studie im Rahmen dieser Arbeit adressierte die Kupplung von zwei oder mehr molekularen Strukturen zur Erzeugung molekularer definierter Konstrukte. Alle drei vorgestellten Studien enthielten drei wesentliche Zielsetzungen: - das Design eines Strukturgerüst-Liganden Systems; - die Ausarbeitung/Konzeption und Anwendung einer speziellen Synthesestrategie; - die Untersuchung der Bioaktivität, falls erforderlich. Das Ziel der ersten Studie war die Immobilisierung von Proteinen unterschiedlicher Größe und Komplexität auf ein kristallines Nanocellulose Strukturgerüst. Als Liganden wurden drei Biomakromoleküle ausgewählt: ein grün- fluoreszierendes Protein, ein Enzym, Galaktose Oxidase und ein anti-Lysozym Haiantikörper. Die spezifischen Konjugate sollten die Eigenschaften der immobilisierten Proteinen mit den intrinsischen Charakteristika der Cellulose Nanokristalle, wie niedrige Toxizität, Wasser- und Biokompatiblität sowie die, durch ihr nanoskaliges Format bedingten offensichtlichen Vorteile, vereinen. Die zweite Arbeit zielte auf die Entwicklung einer tragfähigen Strategie für die Biofunktionalisierung eines der kleinsten bekannten Nanopartikel, kubisch-oktamerische Silsequioxane (COSS), mit Peptiden. Zunächst sollte eine Vorstudie für die passende Konjugationsplattform mit verschiedenen peptidischen Reaktionspartnern durchgeführt werden. Peptide von unterschiedlicher Länge und Architektur wurden untersucht, darunter eine enzymatische Erkennungssequenz, Cystin-Knoten Miniproteine, ein Integrin bindendes und ein antimikrobielles Peptid, sowie ein Inhibitor einer therapeutischen Protease. Das Design der Synthese, vor allem die Wahl eines geeigneten bioorthogonalen Verfahrens sollte unter der Prämisse erfolgen, dass das COSS-Gerüst in Gegenwart von bestimmten Nukleophilen instabil ist Die dritte Studie war auf die Synthese eines Wirkstofftransportmoduls fokussiert, das aus einem kubisch-oktamerisches Silsesquioxan (COSS) Gerüstmolekül mit zellpenetrierenden Eigenschaften und Doxorubicin, ein cytotoxischen Anthracyclin Antibiotikum, besteht. Dieses komplexe Konstrukt sollte die Zellaufnahme des Wirkstoffes erleichtern und diesen in der Zelle freisetzen. Die Einschränkungen bezüglich der Stabilität des COSS-Gerüstes sollten ebenfalls berücksichtigt werden.Die erste Studie (Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 12618-12623) adressierte die Entwicklung eines ortsgerichteten, bioorthogonalen und modularen Syntheseansatzes für die Immobilisierung von Biomolekülen auf einer kristallinen Nanocellulose (CNC) Plattform. Das ultimative Ziel war die kovalente, chemoselektive Immobilisierung von bioaktiven Proteinen auf der Oberfläche von CNC – einer nachhaltigen, natürlichen makromolekularen Verbindung. Die Herausforderung dieser Studie war, die allgemeinen Nachteile der üblicherweise verwendeten Proteinkonjugationsmethoden bezüglich verbesserter Selektivität und Einsatz unter physiologischen Bedingungen in wässrigem Milieu zu vermeiden. Zu diesem Zweck wurde ein generisches Zweistufenverfahren entwickelt, das auf einer Reihe von effizienten orthogonalen Reaktionen basiert, die Notwendigkeit von organischen Lösungsmitteln vermeidet und dadurch kompatibel mit physiologischen Systemen ist. Unter Verwendung von effizienter Oximligation und anschließender Sortase-vermittelter Konjugation zeigte die Synthesestrategie die erforderliche Regiospezifität und Biokompatibilität, die die Anwendung auf eine große Anzahl von funktionellen Proteinen ermöglicht. Durch die TEMPO-vermittelte Oxidation der oberflächenexponierten CNC-Hydroxylgruppen konnte zunächst ein kleiner Fluorophor immobilisiert werden, der die Detektion von Aminooxy-adressierbaren Oberflächenaldehyden ermöglichte. Die anschließende Oximierung mit dem peptidischen Linker wurde validiert und führte zu Sortase A adressierbaren Positionen auf dem CNC-Träger. Anschließend wurde die Enzym-vermittelte Oberflächenimmobilisierung mit drei Proteinen aus unterschiedlichen Klassen, von verschiedener Größe, Komplexität und Bioaktivität unter Erhalt ihrer biologischen Funktion durchgeführt. In dieser Arbeit wurde, aufgrund erhöhter katalytischer Eigenschaften, eine gentechnisch mutierte Variante der Sortase A (eSrtA) verwendet. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass die definierte Orientierung durch die ortsselektive Kupplung der Proteinliganden, im Vergleich zu zufällig immobilisierten Proteinen, in einer verbesserten Bioaktivität resultierte. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse, kann zusammenfassend gesagt werden, dass diese nachhaltigen, nanoskaligen Biomaterialien eine exzellente Plattform für die spezifische Immobilisierung von anspruchsvollen Makromolekülen für biomedizinische Zwecke, Wirkstofftransport oder –ablagerung darstellen. Die zweite Studie (Chem. Commun., 2015, 51, 11130-11133) widmete sich der Entwicklung einer Synthesestrategie für die Generierung eines hybriden organisch-anorganischen Konstruktes, unter Verwendung eines der kleinsten bekannten kubisch-oktamerischen Nanopartikel (COSS) und eines funktionellen, peptidischen Konjugationspartners. In den Proof-of-Concept Experimenten wurde die Anwendbarkeit des modularen synthetischen Ansatzes, der die Generierung von N-terminalen Peptidaldehyden, effiziente Oximligation und Diels-Alder Reaktion mit inversem Elektronenbedarf (DARinv) kombiniert, anhand der Konjugationen von linearen, Cystin-cyclisierten und multi-Disulfid-verbrückten funktionellen Peptiden demonstriert. Zusätzlich wurde die Strategie auf die Synthese von Konstrukten mit komplexen Strukturen erweitert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Diels-Alder Reaktion mit inversem Elektronenbedarf (DARinv) wegen ihrer Biokompatibilität und schnellen Reaktionskinetik für die Synthese von Biokonjugaten, bestehend aus Peptiden mit unterschiedlicher Länge, molekularer Komplexität und biologischen Eigenschaften, ausgewählt. Zudem hat diese spezielle Reaktion den Vorteil, dass ihr zweiter Schritt aufgrund der Abspaltung von molekularem Stickstoff irreversibel ist und somit das Gleichgewicht auf die Seite der Produktbildung verschiebt. Um die orthogonal adressierbaren Funktionalitäten zu erzeugen, enthielten die synthetisierten Bausteine eine Aminooxy-Einheit jeweilig kombiniert mit einem Tetrazin oder Reppeanhydrid. Diese bifunktionellen Einheiten waren synthetisch leicht zugänglich und wurden in eine Vielzahl von molekularen Konstrukten installiert, ohne deren strukturelle Eigenschaften zu beeinträchtigen. Sukzessive Reaktion über die DARinv resultierte in definierten Konjugaten mit gutem bis quantitativen Umsatz. Die Modularität dieses synthetischen Zweistufenverfahrens bietet den Vorteil, dass sobald die DARinv-Einheit in das Molekül von Interesse installiert wurde, es mit jedem gewünschten Reaktionspartner reagieren kann. Somit ist dieses Verfahren für die Generierung von Peptidkonjugaten, sowohl mit synthetischen als auch rekombinanten Peptiden, anwendbar. Die dritte Studie, die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt wurde, (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 14842–14846) zielte auf die Ausarbeitung einer synthetischen Strategie für hybride organischanorganische kubisch-oktamerische Silsesquioxan-Derivate und deren Anwendung als Gerüstmolekül für die Generierung eines zellpenetrierenden Transportsystems. In einer vorherigen Studie wurden die zellpenetrierenden Eigenschaften von Ammonium-funktionalisierten COSS-Nanopartikeln und ihre Akkumulation im Nukleoli nachgewiesen. Basierend auf diesen Ergebnissen war der nächste Schritt die Entwicklung von neuen COSS-Partikeln mit positiv geladenen flankierenden Armen und die Untersuchung ihrer zellpenetrierenden Eigenschaften. Der Transport eines therapeutischen Wirkstoffes in lebende Zellen sollte die Funktionsfähigkeit der neuen Generation von molekularen Transportern zeigen. Im Rahmen dieser Studie wurde gezeigt, dass die entwickelten guanidierten COSS-Nanopartikel (GuCOSS) eine viel höhere und schnellere Zellaufnahme zeigten als die üblicherweise verwendeten zellpenetrierenden Peptide (z.B. TAT, Penetratin, Hepta- und Dekaarginine). Diese Effizienz (78-fach höher als bei Heptaarginin, das die gleiche Art und Anzahl von geladenen Gruppen trägt) kann durch die geringe Größe und die dadurch bedingte hohe Ladungsdichte um den COSS-Kern erklärt werden. Interessanterweise zeigten sich unsere neuartigen, zellgängigen Module promiskuitiv hinsichtlich der Zielzellen. Tatsächlich wurde eine effiziente zelluläre Aufnahme in verschiedene Zellarten beobachtet, darunter Gram-negative Bakterien (Escherichia coli), Hefe (Saccharomyces cerevisiae) und Archeen (Sulfolobus islandicus, Sulfolobus tokodaii, Halobacterium salinarum) sowie humane Krebszelllinien. Da die Zellaufnahme bei 4°C im Vergleich zu der bei 37°C nur unwesentlich reduziert war, wurde ein energieunabhängiger Mechanismus vorgeschlagen. Zusätzlich degradiert der COSS-Kern innerhalb der Zelle und für die Einzelkomponenten an sich wurde keine bis niedrige Toxizität vorhergesagt. Diese Erwartung wurde durch die Untersuchung der Zellaufnahme, Toxizität und Degradation des GuCOSSModuls bestätigt. Als Proof-of-Concept Cargo für den intrazellulären Transport wurde der therapeutische Wirkstoff Doxorubicin verwendet, da dieser in freier Form nur sehr langsam durch passive Diffusion in die Zelle permeieren kann. Doxorubicin wurde über eine Disulfidbrücke an den hocheffizient-zellpenetrierenden heptaguanidierten COSS-Nanopartikel konjugiert. Das jeweilige Oktaammonium COSS-Derivat wurde dafür an einer Ecke mit einem Cystein, funktionalisiert. Anschließende Guanidinylierung der verbleibenden Amine, gefolgt von der Bildung einer Disulfidbindung über das Aldrithiol™-2- modifizierte Zytotoxin resultierte in einem hybriden zellpenetrierenden Konjugat an das ein Wirkstoff eine Disulfidbrücke angebunden ist. Die Disulfidbrücke sollte in dem reduzierenden Milieu des Zytoplasmas gespalten werden und das Zytotoxin freigeben. Die durchgeführten Zytotoxizitätsstudien der Hybride zeigten eine erhöhte Toxizität gegenüber dem freien Wirkstoff. Zusätzlich konnte die Inkubationszeit durch die schnelle Zellaufnahme signifikant reduziert werden. Da es viele Wirkstoffe gibt, die nicht zellgängig sind und/oder schlecht wasserlöslich, z.B. Hygromycin, Ispinesib etc. eröffnet der GuCOSS-basierte molekulare Transporter neue Wege für die erleichterte Aufnahme dieser Therapeutika. Zusammengenommen leisten die Ergebnisse dieser kumulativen Forschungsarbeit, im Hinblick auf die Anwendbarkeit, Vielseitigkeit, Zuverlässigkeit und Kompatibilität mit komplexen molekularen Strukturen, unabhängig ihres Ursprungs, einen Beitrag zur Toolbox der modernen, bioorthogonalen Methoden. Darüber hinaus erweitert die Kombination von klassischer Chemie mit modernen, biokompatiblen Ligationsmethoden, darunter beispielsweise Enzym-unterstützte Reaktionen, das Spektrum bioorthogonaler Konjugationsstrategien

Investigation of a Verification and Validation Tool with a Turbofan Aircraft Engine Application

The development of more advanced control architectures for turbofan aircraft engines can yield gains in performance and efficiency over the lifetime of an engine. However, the implementation of these increasingly complex controllers is contingent on their ability to provide safe, reliable engine operation. Therefore, having the means to verify the safety of new control algorithms is crucial. As a step towards this goal, CoCoSim, a publicly available verification tool for Simulink, is used to analyze C-MAPSS40k, a 40,000 lbf class turbo-fan engine model developed at NASA for testing new control algorithms. Due to current limitations of the verification software, several modifications are made to C-MAPSS40k to achieve compatibility with CoCoSim. Some of these modifications sacrifice fidelity to the original model. Several safety and performance requirements typical for turbofan engines are identified and constructed into a verification framework. Preliminary results using an industry standard baseline controller for these requirements are presented. While verification capabilities are demonstrated, a truly comprehensive analysis will require further development of the verification tool

Experiments and simulations of the interaction of high velocity granular slugs with structures

Shallow buried landmine explosions cause the ejection of a high velocity granular spray that impinges on structures. An understanding of the flow pattern of the ejected soil and its interaction with the target is needed for the development of protective systems. Here, we consider an idealized problem of a granular slug impinging on a structure to gain a basic understanding of the so-called fluid–structure interaction between the flowing granular medium and the impacted structure. This interaction is investigated both numerically using a coupled discrete particle – finite element method and laboratory scale experiments. Experiments and simulations are reported to investigate the effects of (i) granular properties such as interparticle stiffness, friction etc.; (ii) inclination of target relative to the oncoming slug; and (iii) friction between the target and particles; on the granular flow and the momentum transfer from the granular slug to the target. The findings are used to motivate how protective structures can be improved to mitigate the blast from landmine explosions

Coupled discrete/continuum simulations of the impact of granular slugs with clamped beams: stand-off effects

Coupled discrete particle/continuum simulations of the normal (zero obliquity) impact of granular slugs against the centre of deformable, end-clamped beams are reported. The simulations analyse the experiments of Uth et al. (2015) enabling a detailed interpretation of their observations of temporal evolution of granular slug and a strong stand-off distance dependence of the structural response. The high velocity granular slugs were generated by the pushing action of a piston and develop a spatial velocity gradient due to elastic energy stored during the loading phase by the piston. The velocity gradient within the “stretching” slug is a strong function of the inter-particle contact stiffness and the time the piston takes to ramp up to its final velocity. Other inter-particle contact properties such as damping and friction are shown to have negligible effect on the evolution of the granular slug. The velocity gradients result in a slug density that decreases with increasing stand-off distance, and therefore the pressure imposed by the slug on the beams is reduced with increasing stand-off. This results in the stand-off dependence of the beam's deflection observed by Uth et al. (2015). The coupled simulations capture both the permanent deflections of the beams and their dynamic deformation modes with a high degree of fidelity. These simulations shed new light on the stand-off effect observed during the loading of structures by shallow-buried explosions