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The utilization of lasers in dentistry expands greatly in recent years. For instance, fs-lasers are effective for both drilling and caries prevention, while cw-lasers are useful for adhesive hardening. A cutting-edge application of lasers in dentistry is the debonding of veneers. While there are pre-existing tools for this purpose, there is still potential for improvement. Initial efforts to investigate laser assisted debonding mechanisms with measurements of the optical and mechanical properties of teeth and prosthetic ceramics are presented. Preliminary tests conducted with a laser system used for debonding that is commercially available showed differences in the output power set at the systems console to that at specified distances from the handpiece. Furthermore, the optical properties of the samples (human teeth and ceramics) were characterised. The optical properties of the ceramics should closely resemble those of teeth in terms of look and feel, but they also influence the laser assisted debonding technique and thus must be taken into account. In addition first attempts were performed to investigate the mechanical properties of the samples by means of pump-probe-elastography under a microscope. By analyzing the sample surface up to 20 ns after a fs-laser pulse impact, pressure and shock waves could be detected, which can be utilized to determine the elastic constants of specific materials. Together such investigations are needed to shape the basis for a purely optical approach of debonding of veneers utilizing acoustic waves.
Daten im B2B-Ökosystem teilen und nutzen: Wie KMU Voraussetzungen schaffen und Hürden überwinden
(2024)
«Big Data» haben ein großes Potenzial, um die Wertschöpfung effizienter zu gestalten oder um Innovationen hervorzubringen. Daten werden oft an der Schnittstelle zwischen mehreren Akteuren in Business-to-Business-Ökosystemen generiert und sie müssen zwischen den Akteuren geteilt werden. Unternehmen tun sich jedoch schwer damit, Daten in Werte zu transferieren und die Daten im Ökosystem zu teilen. Ursächlich sind weniger technische Gründe als organisationale Rahmenbedingungen. Der Beitrag identifiziert fünf Perspektiven, die Hürden und Voraussetzungen in diesem Prozess darstellen: (1) eine datengetriebene Organisationskultur, (2) Vertrauen zwischen den Akteuren, (3) die Konkretisierung des Wertes von Daten, (4) Datensicherheit und (5) rechtliche und Governance-Aspekte. Eine Fallstudie eines typischen Daten-Ökosystems um ein produzierendes KMU konkretisiert diese Voraussetzungen und Hürden. Es zeigt sich, dass sich Unternehmen, die Daten im Ökosystem teilen möchten, ganzheitlich verändern müssen.
Die Gesundheit beeinflusst das Wohlbefinden von Menschen (Weltgesundheitsorganisation, 2019), ebenso hat das Wohlbefinden Einfluss auf die Gesundheit (Röhrle, 2018). In der vorliegenden Masterarbeit wird mit Hilfe theoretischer Bezüge aus der klinischen Sozialarbeit beleuchtet, wie das Wohlbefinden von Menschen mit psychischen Erkrankungen durch das Klettern beeinflusst wird. Dazu wird folgende Forschungsfrage formuliert: ‚Welche Auswirkungen hat das Klettern, als Intervention der Sozialen Arbeit, auf das subjektive bio-psycho-soziale Wohlbefinden von erwachsenen Menschen mit psychischer Erkrankung?‘. Um die Forschungsfrage zu beantworten, wurden fünf qualitative leitfadengestützte Interviews mit Menschen durchgeführt, die im Rahmen des Tagestrukturierungsangebotes all_tag bei Aqua Mühle Vorarlberg an wöchentlichen Klettereinheiten teilnehmen. Ebenso wurden zwei Expert*innen-Interviews mit Personen, die das Angebot leiten, durchgeführt. Mittels qualitativer Inhaltsanalyse nach Mayring wurden Situationen, Erlebnisse und Ereignis-se herausgearbeitet, in denen das subjektive bio-psycho-soziale Wohlbefinden von teilnehmenden Personen durch das Klettern individuell beeinflusst wird. Neben der Erkenntnis, durch was das Befinden beim Klettern beeinflusst wird, konnte auch erforscht werden, wie das Wohlbefinden durch das Klettern Beeinflussung findet. Diese Ergebnisse werden zum großen Teil durch die Aussagen der Expert*innen untermauert. Durch die Auswertung kristallisierten sich neue Erkenntnisse für die Praxis der Sozialen Arbeit und Lücken speziell in Bezug auf finanzielle, personelle und zeitliche Ressourcen in der Arbeit mit dem Medium Klettern heraus, für die Lösungsansätze beschrieben werden.
Das Konzept der entscheidungsgetriebenen Organisation basiert auf der Tatsache, dass jede Aktivität entlang der arbeitsteiligen Wertschöpfung in einer Organisation1 im Kern auf Entscheidungen beruht, die aneinander anknüpfen.2 Jede Aktivität kann man vollziehen oder unterlassen, beide Möglichkeiten sind zunächst gleichgewichtig. Jede argumentative Begründung für eine Aktivität ist dabei zugleich eine Begründung gegen alle anderen, ebenso möglichen Aktivitäten. Da dies für alle wertschöpfenden Aktivitäten in einer Organisation gilt, werden Entscheidungen von jeder an der arbeitsteiligen Leistungserstellung beteiligten Person getroffen.
This paper presents a project developed at the K.S.Rangasamy College of Technology (Tamilnadu,India) aimed at designing, implementing, and testing an autonomous multipurpose vehicle with safe, efficient, and economic operation. This autonomous vehicle moves through the crop lines of a Agricultural land and performs tasks that are tedious and/or hazardous to the farmers. First, it has been equipped for spraying, but other configurations have also been designed, such as: a seeding ,plug platform to reach the top part of the plants to perform different tasks (pruning, harvesting, etc.), and a trailer to transport the fruits, plants, and crop waste.
Modern portable electronic devices have seen component heat load increasing, while the space available for heat dissipation has decreased. This requires the thermal management system to be optimized to attain the high performance heat sink. Heat sinks plays a major role for dissipating heat in electronic devices. Phase change material (PCM) is used to enhance the heat dissipation in heat sink. This paper reports the results of an experimental investigation of the performance of Pin fin heat sinks filled with phase change materials for thermal management of electronic devices. The experimental set ups are prepared with the graphical programming language with Lab VIEW (Laboratory Virtual Instruments for Engineering Workbench. Three different types of Pin fin Heat sink with and without PCM are investigated based on different operational timings and the temperature is acquired with the help of Data Acquisition Card (DAQ). The results indicated that the inclusion of the PCM could stabilize the temperature for a longer period and reduce the heating rates and peak temperatures of heat sink with increasing the number of fins can enhance the thermal performance of electronic devices.
In den letzten Jahren hat die Forschung im Bereich queerer Lebenswelten und LGBTIAQ* Thematiken zugenommen und konventionelle Vorstellungen über Geschlechterdichotomien verändert, was zu einer breiteren Akzeptanz verschiedener Identitäten geführt hat. Zudem wurden die Auswirkungen von Diskriminierung auf LGBTIAQ* Personen untersucht, was zur Entwicklung des Minderheitenstressmodell führte. Um Diskriminierung zu bekämpfen und angemessene Unterstützung zu bieten, ist es zentral, queere Themen in die Soziale Arbeit zu integrieren. Es ist wichtig die Sensibilisierung für die Anliegen und Herausforderungen von jungen erwachsenen LGBTIAQ* Personen zu erhöhen und eine queer inklusive Perspektive zu fördern. Insbesondere in Bezug auf junge Erwachsene, die von gängigen heteronormativen Normen abweichen, da diese zu einer vulnerablen Gruppe zählen und marginalisiert sind. In urbanen Regionen wie dem Rheintal in Vorarlberg müsste, wie in urbanen Zentren in Wien herausgefunden wurde, ebenfalls ein dringender Bedarf an einem sicheren Raum und Unterstützungsstrukturen für junge erwachsene LGBTIAQ* Personen bestehen. Die vorliegende Masterarbeit widmet sich dieser Thematik und konzentriert sich auf die Situation im Vorarlberger Rheintal. Dabei stehen im Fokus der Untersuchung die Lebensbewältigung und Lebensgestaltung von jungen queeren Erwachsenen und die strukturellen Herausforderungen, die Gestaltung von Orten sowie die Interaktion mit Menschen. Die Forschungsfrage zielt darauf ab, die Erfahrungen und Herausforderungen dieser Gruppe im Hin- blick auf Soziale Arbeit und die Gestaltung von einem geeigneten Raum zu erforschen. Der Forschungsstand und das theoretische Verständnis werden umfassend dargestellt, wobei Konzepte aus der interkulturellen Sozialen Arbeit, der Queer Theorie, der Identitätskonstruktion und dem Minderheitenstressmodell herangezogen werden. Die methodische Herangehensweise, einschließlich der Auswahl der Interviewmethoden, des Sampling-Prozesses und der Forschungsethik, wird ausführlich beschrieben, um sicherzustellen, dass die Erkenntnisse auf einer soliden methodischen Grundlage basieren. Eine Auswertung der Daten erfolgt in verschiedenen Abschnitten. Die Masterarbeit fasst alle gewonnenen Erkenntnisse zusammen, wobei besondere Aufmerksamkeit auf interkulturelle Perspektiven gelegt wird. Abschließend werden in einer Diskussion und Schlussfolgerung die Besonderheiten des Rheintal Vorarlberg, Limitationen, Ausblicke, Kritik und Reflexion beleuchtet und es werden Handlungsempfehlungen für die Soziale Arbeit formuliert.
Signatures of the optical stark effect on entangled photon pairs from resonantly-pumped quantum dots
(2023)
Two-photon resonant excitation of the biexciton-exciton cascade in a quantum dot generates highly polarization-entangled photon pairs in a near-deterministic way. However, the ultimate level of achievable entanglement is still debated. Here, we observe the impact of the laser-induced ac-Stark effect on the quantum dot emission spectra and on entanglement. For increasing pulse-duration-to-lifetime ratios and pump powers, decreasing values of concurrence are recorded. Nonetheless, additional contributions are still required to fully account for the observed below-unity concurrence.
Strain-induced dynamic control over the population of quantum emitters in two-dimensional materials
(2023)
The discovery of quantum emitters in two-dimensional materials has triggered a surge of research to assess their suitability for quantum photonics. While their microscopic origin is still the subject of intense studies, ordered arrays of quantum emitters are routinely fabricated using static strain-gradients, which are used to drive excitons toward localized regions of the 2D crystals where quantum-light-emission takes place. However, the possibility of using strain in a dynamic fashion to control the appearance of individual quantum emitters has never been explored so far. In this work, we tackle this challenge by introducing a novel hybrid semiconductor-piezoelectric device in which WSe2 monolayers are integrated onto piezoelectric pillars delivering both static and dynamic strains. Static strains are first used to induce the formation of quantum emitters, whose emission shows photon anti-bunching. Their excitonic population and emission energy are then reversibly controlled via the application of a voltage to the piezoelectric pillar. Numerical simulations combined with drift-diffusion equations show that these effects are due to a strain-induced modification of the confining-potential landscape, which in turn leads to a net redistribution of excitons among the different quantum emitters. Our work provides relevant insights into the role of strain in the formation of quantum emitters in 2D materials and suggests a method to switch them on and off on demand.
Synthetic polymers, such as polyamide (PA), inherently possess a moderate number of surface functionalities compared to natural polymers, which negatively impacts the uniformity of metallic coatings obtained through wet-chemical methods like electroless plating. The paper presents the use of a siloxane interlayer formed from the condensation of the hydrolyzed 3-triethoxysilylpropyl succinic anhydride (TESPSA) precursor as a strategy to modify the surface properties of polyamide 6.6 (PA66) fabrics and improve the uniformity of the copper surface coating. The application of the siloxane intermediate coating demonstrates a significant improvement in electrical conductivity, up to 20 times higher than fabrics without the interlayer. The morphology of the coatings was investigated using scanning electron (SEM) and laser confocal scanning microscopy (LSM). In addition, dye adsorption, flexural rigidity, air permeability and contact angle measurements were conducted to monitor the change in the PA66 properties after the siloxane functionalization.
Experimental multi-state quantum discrimination in the frequency domain with quantum dot light
(2022)
The quest for the realization of effective quantum state discrimination strategies is of great interest for quantum information technology, as well as for fundamental studies. Therefore, it is crucial to develop new and more efficient methods to implement discrimination protocols for quantum states. Among the others, single photon implementations are more advisable, because of their inherent security advantage in quantum communication scenarios. In this work, we present the experimental realization of a protocol employing a time-multiplexing strategy to optimally discriminate among eight non-orthogonal states, encoded in the four-dimensional Hilbert space spanning both the polarization degree of freedom and photon energy. The experiment, built on a custom-designed bulk optics analyser setup and single photons generated by a nearly deterministic solid-state source, represents a benchmarking example of minimum error discrimination with actual quantum states, requiring only linear optics and two photodetectors to be realized. Our work paves the way for more complex applications and delivers a novel approach towards high-dimensional quantum encoding and decoding operations.
A quantum-light source that delivers photons with a high brightness and a high degree of entanglement is fundamental for the development of efficient entanglement-based quantum-key distribution systems. Among all possible candidates, epitaxial quantum dots are currently emerging as one of the brightest sources of highly entangled photons. However, the optimization of both brightness and entanglement currently requires different technologies that are difficult to combine in a scalable manner. In this work, we overcome this challenge by developing a novel device consisting of a quantum dot embedded in a circular Bragg resonator, in turn, integrated onto a micromachined piezoelectric actuator. The resonator engineers the light-matter interaction to empower extraction efficiencies up to 0.69(4). Simultaneously, the actuator manipulates strain fields that tune the quantum dot for the generation of entangled photons with fidelities up to 0.96(1). This hybrid technology has the potential to overcome the limitations of the key rates that plague current approaches to entanglement-based quantum key distribution and entanglement-based quantum networks. Introduction
Beyond the Four-Level Model: Dark and Hot States in Quantum Dots Degrade Photonic Entanglement
(2023)
Entangled photon pairs are essential for a multitude of quantum photonic applications. To date, the best performing solid-state quantum emitters of entangled photons are semiconductor quantum dots operated around liquid-helium temperatures. To favor the widespread deployment of these sources, it is important to explore and understand their behavior at temperatures accessible with compact Stirling coolers. Here we study the polarization entanglement among photon pairs from the biexciton–exciton cascade in GaAs quantum dots at temperatures up to ∼65 K. We observe entanglement degradation accompanied by changes in decay dynamics, which we ascribe to thermal population and depopulation of hot and dark states in addition to the four levels relevant for photon pair generation. Detailed calculations considering the presence and characteristics of the additional states and phonon-assisted transitions support the interpretation. We expect these results to guide the optimization of quantum dots as sources of highly entangled photons at elevated temperatures.
In this paper, we consider the question of data aggregation using the practical example of emissions data for economic activities for the sustainability assessment of regional bank clients. Given the current scarcity of company-specific emission data, an approximation relies on using available public data. These data are reported in different standards in different sources. To determine a mapping between the different standards, an adaptation to the Covariance Matrix Self-Adaptation Evolution Strategy is proposed. The obtained results show that high-quality mappings are found. Nevertheless, our approach is transferable to other data compatibility problems. These can be found in the merging of emissions data for other countries, or in bridging the gap between completely different data sets.
HINTERGRUND: Gesundheitsförderungsforschung und ‐ausbildung sind zentrale Hebel für Kapazitätsentwicklung und Voraussetzungen für eine qualitätsgesicherte Gesundheitsförderungspraxis. Das Kompetenzzentrum Zukunft Gesundheitsförderung im Fonds Gesundes Österreich hat als eine Aufgabe, Capacity Building für Gesundheitsförderung (GF) in Österreich zu unterstützen und weiterzuentwickeln. Das Diskussionspapier widmet sich der Frage, welche Maßnahmen es braucht, um die Ausbildung und Forschung in Österreich weiterzuentwickeln und zu stärken. ***METHODE: Aufbauend auf der Fallstudie zu Forschungsaktivitäten an (Privat‐)Universitäten, FHs, außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie Aktivitäten im Bereich Ausbildung zu einzelnen tertiären Studienangeboten mit explizitem GF‐Bezug (Plunger/Wahl 2023; Wahl/Plunger 2023) wurden mit Expertinnen und Experten aus den Bereichen Ausbildung, Forschung und Praxis im Rahmen von drei Workshops und zwei schriftlichen Feedbackschleifen Entwicklungsperspektiven zur Gesundheitsförderungsausbildung und ‐forschung entwickelt. ***ERGEBNISSE: Im Diskussionspapier wurden für die Bereiche Ausbildung und Forschung jeweils drei zentrale Entwicklungsperspektiven benannt und hinsichtlich eines Zielbilds, des Nutzens und der Realisierungsmöglichkeiten beschrieben: Im Bereich Ausbildung sind das die Stärkung der Vernetzung der Ausbildungs‐, Forschungs‐ und Praxiseinrichtungen, die Entwicklung und Etablierung von Kernkompetenzen in der Gesundheitsförderung und die (Weiter‐)Entwicklung spezialisierter Ausbildungsangebote und Lehrformate für Gesundheitsförderung. Für den Bereich Forschung sind das die Stärkung langfristiger finanzieller Ressourcen, die Stärkung von Strukturen für die Verbindung von Forschung, Policy und Praxis sowie die Stärkung von (Nachwuchs‐)Wissenschaftlerinnen, (Nachwuchs‐)Wissenschaftlern und des Forschungsumfelds für Gesundheitsförderungsforschung. Die einzelnen Perspektiven sind zum Teil eng miteinander verbunden und können einander stärken. Übergreifend braucht es sowohl für die Ausbildung als auch für die Forschung Advocacy‐Arbeit und Sensibilisierungsarbeit unter Expertinnen, Experten, Entscheidungsträgerinnen und ‐trägern sowie ausreichend finanzielle Ressourcen und Rahmenbedingungen, die die beschriebenen Entwicklungen ermöglichen. Die konkreten Inhalte der Entwicklungsperspektiven sollen in Zukunft unter Einbindung aller relevanten (inter‐)nationalen Akteurinnen und Akteure gestaltet werden.
This study presents different approaches to increase the sensing area of NiO based semiconducting metal oxide gas sensors. Micro- and nanopatterned laser induced periodic surface structures (LIPSS) are generated on silicon and Si/SiO2 substrates. The surface morphologies of the fabricated samples are examined by FE SEM. We select the silicon samples with an intermediate Si3N4 layer due to its superior isolation quality over the thermal oxide for evaluating the hydrogen and acetone sensitivity of a NiO based test sensor.
Zu Beginn wurde im eigenen beruflichen Umfeld beobachtet, dass Informationen und Wissen, die heutzutage im Arbeitsalltag in Fülle ausgetauscht werden, häufig nicht die gewünschte Aufmerksamkeit und Offenheit erhalten. Diese Masterarbeit untersucht, wie bei dieser Art von Beobachtungen, deren komplexe Natur die Identifizierung von Lösungsansätzen erschwert, das eigentliche Problem erkannt werden kann. Frederic Vester zufolge ermöglicht ein vernetztes Denken dabei, Erkenntnisse vor allem aus den miteinander verknüpften Faktoren zu gewinnen. Diese Denkweise lässt sich in einer systemischen wie auch einer transdisziplinären Betrachtungsweise finden, wobei diese der Herausforderung gegenüberstehen vielfältige Perspektiven auf das Problem miteinander in Einklang zu bringen. Dies wirft die Frage auf, inwiefern eine gestalterische Zwischeninstanz dazu beitragen kann, einen gemeinsamen Denkraum zu eröffnen. Das Ziel dieser Arbeit ist, einen Entwurfsvorschlag für die Gestaltung eines Erkenntnisprozesses zu erarbeiten. Der Forschungsansatz dieser Arbeit – (FÜR+ÜBER)DURCH – leitet sich aus Christopher Fraylings Kategorien zur Designforschung ab. Die ‚Recherche FÜR‘ führt dazu, ein Problem als ein System zu betrachten, für das Wolfgang Jonas ein Problem-Design vorschlägt. In der ‚Recherche ÜBER‘ zeigt sich, dass es explizites wie auch implizites Wissen für eine umfassende Problembetrachtung braucht. Dafür wurde die Spuren-sicherung der Kunst auf das Design übertragen, um vorhandenes Wissen visuell zu dokumentieren. Mit Charles S. Peirce visuelles Entwurfs- und Erkenntnisverfahren lässt sich zudem ein anschauliches Denken durch diagrammatisches Schlussfolgern fördern. Die theoretischen Erkenntnisse münden in der ‚Transformation DURCH‘ in einen Vorschlag für ein diagrammatisches Problem-Design. Diesen gilt es in Bezug zu dem praxisbasierten Gestaltungsentwurf aus dem Masterprojekt zu reflektieren. In einer Werkshalle wurden Prototypische Beobachtungen zum ‚Zusammenspiel von Aufmerksamkeit und Offenheit‘ physisch in Beziehung gesetzt und anschließend mit zwei Testgruppen daraufhin untersucht, ob sich daraus neue Erkenntnisse ergeben. Es zeigte sich, das Design auf diese Weise einen gemeinsamen Austausch fördern kann. Gleichzeitig wurde deutlich, dass der Gestaltungsprozess die Vernetztheit eines Problems darstellen kann, jedoch ein vernetztes Denken aktiv initiiert werden muss, wofür im Entwurfsvorschlag dieser Arbeit ein visuelles Verfahren vorgestellt wird.
Diese Forschungsarbeit analysiert die Konfliktfähigkeit der Generation Z im Rahmen des Projektma-nagements und strebt die Entwicklung individuelle Konfliktmanagementstrategien an, die den Bedürf-nissen und Präferenzen dieser Generation gerecht werden. Angesichts der sich ständig wandelnden Arbeitswelt, stellt die effektive Bewältigung von Konflikten eine zentrale Herausforderung für Unter-nehmen dar. Die zentrale Frage lautet: „Wie können Unternehmen wirkungsvolle Strategien für das Konfliktma-nagement entwickeln, um im Rahmen des Projektmanagements die Konfliktfähigkeit der Generation Z angemessen zu berücksichtigen?“ Die Beantwortung erfolgt durch die Anwendung qualitativer For-schungsmethoden, inklusive Experteninterviews von Führungskräften und Projektleiter:innen, die be-reits mit dieser Altersgruppe, in Bezug auf das Projektmanagement zusammengearbeitet oder im Team angeleitet haben. Die Ergebnisse verdeutlichen spezifische Konfliktmuster und Präferenzen innerhalb der Generation Z, die sich klar von den Generationen zuvor unterscheiden. Massgeschneiderte Konfliktmanagement-strategien tragen dazu bei, Konflikte effizienter zu bewältigen und ein harmonisches Arbeitsumfeld zu schaffen. Die Strategien umfassen Insbesondere eine stärkere Einbindung von digitalen Kommunika-tionsmöglichkeiten, flexiblere Arbeitsstrukturen und gezielte Schulungen zur Konfliktlösung. Demzufolge wird offensichtlich, dass die Integration dieser Strategien essenziell ist, um die Konflikt-bewältigung und die Arbeitsatmosphäre zu optimieren. Daher richtet sich diese Arbeit besonders an Interessierte, die tiefere Einsichten in die Gestaltung von Konfliktbewältigung und das Potenzial dieser Altersgruppe suchen. Die Masterarbeit stützt sich auf eine umfassende Recherche, die auf einer sorgfältigen Analyse von Büchern, Fachzeitschriften, Forschungsarbeiten und Onlinequellen basiert. Unabhängig von meiner eigenen individuellen Perspektive und den Erfahrungen, die ich in Projekten mit der Generation Z gesammelt habe, verfolgt diese Arbeit das Ziel, einen eingehenden Einblick in den Umgang mit Kon-flikten sowie das Potential dieser spezifischen Altersgruppe zu vermitteln. Dieser Forschungsansatz trägt dazu bei, die Erkenntnisse dieser Masterarbeit in einen umfassenden Kontext zu setzen und ihre Relevanz für die praxisorientierte Gestaltung von Konfliktmanagement zu unterstreichen
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Regelstrategien für eine nachträgliche Bauteilaktivierung zur Gebäudesanierung und deren Auswirkungen auf die Energieeffizienz. Im Rahmen einer Kooperation der Alpenländischen Gemeinnützigen Wohnbaugesellschaft und dem Energieinstitut Vorarlberg, wird ein Gebäude aus dem Altbestand der Südtiroler Siedlung in Bludenz saniert und mit einer nachtäglichen Bauteilaktivierung der Bestand-wand versehen. Um die Auswirkungen verschiedener Regelstrategien sowohl auf den Komfort in den Wohnungen als auch auf die Energieeffizienz des Gebäudes zu untersuchen, wird mithilfe der Simulationssoftware IDA ICE ein Gebäudemodell erstellt und verschiedene Regelungen simuliert. Dabei werden Parameter wie das Erreichen der Solltemperatur, der Komfort oder der benötigte Heizwärmebedarf als Bewertungskriterium herangezogen, um diese zu vergleichen. Zuerst werden Flächenregelungen untersucht, die anhand der Temperatur eines Raumes oder dem Mittelwert mehrerer Räume eine komplette Gebäudeseite regeln. Darauffolgend werden Etagen- und Einzelraumregelungen untersucht. Zur Anwendung kommen gewöhnliche Thermostat- und PI-Regler, sowie eine Rücklauftemperaturregelung und eine prädiktive Regelung, welche mithilfe einer idealen Wettervorhersage arbeitet. Ziel ist es, die Auswirkung der Regelungen auf die Raumtemperaturen zu untersuchen und eine geeignete Regelstrategie für das Gebäude zu finden.
In Zeiten zunehmenden Umweltbewusstseins und steigender Energiekosten gewinnt die Optimierung der Energieeffizienz von Anlagen und Gebäudetechnik zunehmend an Bedeutung. Insbesondere im Kontext nachhaltiger und ressourcenschonender Heizungs- und Warmwassersysteme haben sich Wärmepumpen als maßgebliche Technologien etabliert. Die effiziente Bereitstellung von Warmwasser nimmt dabei eine essenzielle Position ein, da sie einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch eines Gebäudes ausmacht. Die vorliegende Masterarbeit widmet sich der Fragestellung, welchen Einfluss Zirkulationsleitungen auf die Effizienz von Wärmepumpen haben und wie sich alternative dezentrale Warmwasserbereitungssysteme auf diese auswirken. Konkret wird diese Fragestellung am Beispiel einer Mittelschule in Frastanz untersucht. Die Untersuchung erfolgt mithilfe von Simulationen mit der Software GeoT*Sol, wodurch verschiedene Szenarien der Warmwasserbereitung und deren Auswirkungen auf die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe simuliert werden. Es werden sechs Varianten verglichen, darunter der Ist-Stand mit Zirkulationsleitung, eine zeitlich angepasste Zirkulation, eine Variante ohne Zirkulation sowie dezentrale Warmwasserbereitung mit und ohne Photovoltaik-Einbindung. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zirkulationsleitung einen signifikanten Einfluss auf die JAZ einer Wärmepumpe hat, da permanent Wärmeverluste entstehen, selbst ohne Warmwasserbedarf. Die dezentrale Warmwasserbereitung mit PV-Einbindung erweist sich als vielversprechend, sowohl in Bezug auf energetische Einsparungen als auch auf finanzielle Rentabilität. Die Masterarbeit bietet somit wichtige Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen für die Mittelschule Frastanz, um ihre Energieeffizienz zu steigern und Kosten einzusparen. Die Empfehlungen zur Beibehaltung der Bestandswärmepumpe, der Installation dezentraler Warmwasserbereitungsanlagen und der PV-Anlage können als Grundlage für zukünftige Investitionsentscheidungen dienen und einen Beitrag zum nachhaltigen Energiemanagement der Schule leisten.
Die Digitalisierung und Mediatisierung haben einen bedeutenden Einfluss auf das Leben von Ju- gendlichen. Obwohl ihnen aufgrund ihrer Generationszugehörigkeit oft eine hohe digitale Kom- petenz zugeschrieben wird, ist dies nur teilweise zutreffend. Um Jugendlichen eine erfolgreiche Bewältigung ihres digitalen Lebens, vor allem in Bezug auf krisenhafte Situationen, zu ermögli- chen, sind Unterstützungsangebote auf allen Ebenen der digitalen Lebenswelt erforderlich. In Vorarlberg hat sich der medienpädagogische Stammtisch gegründet, um wertvolle Unterstüt- zungsangebote für Jugendliche in diesem Bereich eine Vernetzungs- und Kooperationsplattform zu bieten. Die Forschungsfrage dieser Masterarbeit lautet: Wie gestaltet sich das Unterstützungsnetzwerk für die Bewältigung von Krisensituationen in der digitalen Lebenswelt von Jugendlichen in Vorarlberg? Um diese Frage möglichst umfassend zu beantworten, werden verschiedene Unterfragen untersucht, da- runter die Zugangsmöglichkeiten für bestimmte Zielgruppen, die beteiligte Akteur*innen, die Be- ziehungen zwischen den Angeboten sowie die Expert*innenwahrnehmungen zur Vorarlberger Soziallandschaft. Als Ausgangspunkt der Forschung dient der medienpädagogische Stammtisch, welcher im No- vember 2020 gegründet wurde, um den Bedarf an medienpädagogischen Angeboten für junge Menschen in Vorarlberg zu ermitteln und um eine Vernetzungsplattform zu bieten. Vertreter*in- nen verschiedener Einrichtungen schlossen sich zusammen, um die durch die Coronamaßnah- men verschärfte Situation zu verbessern. Der Stammtisch dient als Netzwerk und ermöglicht den Austausch zwischen den Akteur*innen. Die Bedeutung digitaler Unterstützungsnetzwerke für Jugendliche wird durch verschiedene Studien untermauert. So ermöglichen Digitale Netzwerke den Aufbau sozialer Beziehungen, den Austausch von Erfahrungen und Interessen sowie die Verbesserung der psychischen Gesundheit von Jugendlichen. Sowohl die Angebotslandschaft Vorarlbergs als auch die Unterstützungsangebote in krisenhaften Lebenssituation wurde durch die Unterstützung von Netzwerkkarten erhoben und bieten damit eine Visualisierung der Ak- teur*innen und deren Beziehungen als Unterstützungsnetzwerk. Im Rahmen der Forschungserkenntnisse betonen die Expert*innen, dass der medienpädagogi- sche Stammtisch eine wertvolle Ressource ist und Unterstützung in der Entwicklung digitaler Kompetenzen bietet. Sie sehen die digitale Lebenswelt als Erweiterung der realen Lebenswelt und plädieren für eine ganzheitliche Betrachtung beider Räume. Die Expert*innen betonen die Bedeutung einer Vernetzung von Akteur*innen auf verschiedenen Ebenen und die Notwendig- keit einer gemeinsamen Bewältigung der digitalen Herausforderungen. Digitale Unterstützungs- netzwerke können Jugendlichen in Krisensituationen helfen und ihre psychische Gesundheit stärken. Eine enge Zusammenarbeit zwischen den Akteur*innen, die Verbesserung der digitalen Bildung und Qualifizierung von Fachkräften sowie präventive Maßnahmen sind entscheidend, um Jugendliche im digitalen Raum zu unterstützen. Insgesamt zeigt sich, dass eine ganzheitliche und koordinierte Herangehensweise erforderlich ist, um Jugendlichen in der digitalen Lebenswelt effektive Unterstützung zu bieten. Die Evaluation und Weiterentwicklung des Unterstützungsnetzwerks sind von großer Bedeutung, um den sich wandelnden Bedürfnissen gerecht zu werden. Zudem ist die Einbeziehung des sozialen Umfelds der Jugendlichen ebenfalls unerlässlich. Die Digitalisierung bringt sowohl Risiken als auch Chancen mit sich, was maßgeblich zur Rele- vanz beiträgt, ein starkes und effektives Unterstützungsnetzwerk aufzubauen, das Jugendliche auf ihrem Weg durch das digitale Zeitalter begleitet und unterstützt.
Objectives: The MetabQoL 1.0 is the first disease-specific health related quality of life (HrQoL) questionnaire for patients with intoxication-type inherited metabolic disorders. Our aim was to assess the validity and reliability of the MetabQoL 1.0, and to investigate neuropsychiatric burden in our patient population. Methods: Data from 29 patients followed at a single center, aged between 8 and 18 years with the diagnosis of methylmalonic acidemia (MMA), propionic acidemia (PA) or isovaleric acidemia (IVA), and their parents were included. The Pediatric Quality of Life Inventory (PedsQoL) was used to evaluate the validity and reliability of MetabQoL 1.0.
Results: The MetabQoL 1.0 was shown to be valid and reliable (Cronbach's alpha: 0.64–0.9). Fourteen out of the 22 patients (63.6%) formally evaluated had neurological findings. Of note, 17 out of 20 patients (85%) had a psychiatric disorder when evaluated formally by a child and adolescent psychiatrist. The median mental scores of the MetabQoL 1.0 proxy report were significantly higher than those of the self report (p = 0.023). Patients with neonatal-onset disease had higher MetabQoL 1.0 proxy physical (p = 0.008), mental (p = 0.042), total scores (p = 0.022); and self report social (p = 0.007) and total scores (p = 0.043) than those with later onset disease.
Conclusions: This study continues to prove that the MetabQoL 1.0 is an effective tool to measure what matters in intoxication-type inherited metabolic disorders. Our results highlight the importance of clinical assessment complemented by patient reported outcomes which further expands the evaluation toolbox of inherited metabolic diseases.
In Bewegung kommen
(2023)
Armut im Blick?
(2023)
Whether at the intramolecular or cellular scale in organisms, cell-cell adhesion adapt to external mechanical cues arising from the static environment of cells and from dynamic interactions between neighboring cells. Cell-cell adhesions need to resist detachment forces to secure the integrity and internal organization of organisms. In the past, various techniques have been developed to characterize adhesion properties of molecules and cells in vitro, and to understand how cells sense and probe their environment. Atomic force microscopy and dual-pipette aspiration, where cells are mainly present in suspension, are common methods for studying detachment forces of cell-cell adhesions. How cell-cell adhesion forces are developed for adherent and environment-adapted cells, however, is less clear. Here, we designed the Cell-Cell Separation Device (CC-SD), a microstructured substrate that measures both intercellular forces and external stresses of cells towards the matrix. The design is based on micropillar arrays originally designed for cell traction-force measurements. We designed PDMS micropillar-blocks, to which cells could adhere and be able to connect to each other across the gap. Controlled stretching of the whole substrate changed the distance between blocks and increased gap size. That allowed us to apply strains to cell-cell contacts, eventually leading to cell-cell adhesion detachment, which was measured by pillar deflections. The CC-SD provided an increase of the gap between the blocks of up to 2.4-fold, which was sufficient to separate substrate-attached cells with fully developed F-actin network. Simultaneously measured pillar deflections allowed us to address cellular response to the intercellular strain applied. The CC-SD thus opens up possibilities for the analysis of intercellular force detachments and sheds light on the robustness of cell-cell adhesions in dynamic processes in tissue development.
Power plant operators increasingly rely on predictive models to diagnose and monitor their systems. Data-driven prediction models are generally simple and can have high precision, making them superior to physics-based or knowledge-based models, especially for complex systems like thermal power plants. However, the accuracy of data-driven predictions depends on (1) the quality of the dataset, (2) a suitable selection of sensor signals, and (3) an appropriate selection of the training period. In some instances, redundancies and irrelevant sensors may even reduce the prediction quality.
We investigate ideal configurations for predicting the live steam production of a solid fuel-burning thermal power plant in the pulp and paper industry for different modes of operation. To this end, we benchmark four machine learning algorithms on two feature sets and two training sets to predict steam production. Our results indicate that with the best possible configuration, a coefficient of determination of R^2 = 0.95 and a mean absolute error of MAE=1.2 t/h with an average steam production of 35.1 t/h is reached. On average, using a dynamic dataset for training lowers MAE by 32% compared to a static dataset for training. A feature set based on expert knowledge lowers MAE by an additional 32 %, compared to a simple feature set representing the fuel inputs. We can conclude that based on the static training set and the basic feature set, machine learning algorithms can identify long-term changes. When using a dynamic dataset the performance parameters of thermal power plants are predicted with high accuracy and allow for detecting short-term problems.
Highly-sensitive single-step sensing of levodopa by swellable microneedle-mounted nanogap sensors
(2023)
Microneedle (MN) sensing of biomarkers in interstitial fluid (ISF) can overcome the challenges of self-diagnosis of diseases by a patient, such as blood sampling, handling, and measurement analysis. However, the MN sensing technologies still suffer from poor measurement accuracy due to the small amount of target molecules present in ISF, and require multiple steps of ISF extraction, ISF isolation from MN, and measurement with additional equipment. Here, we present a swellable MN-mounted nanogap sensor that can be inserted into the skin tissue, absorb ISF rapidly, and measure biomarkers in situ by amplifying the measurement signals by redox cycling in nanogap electrodes. We demonstrate that the MN-nanogap sensor measures levodopa (LDA), medication for Parkinson disease, down to 100 nM in an aqueous solution, and 1 μM in both the skin-mimicked gelatin phantom and porcine skin.
Organic acidurias (OAs), urea-cycle disorders (UCDs), and maple syrup urine disease (MSUD) belong to the category of intoxication-type inborn errors of metabolism (IT-IEM). Liver transplantation (LTx) is increasingly utilized in IT-IEM. However, its impact has been mainly focused on clinical outcome measures and rarely on health-related quality of life (HRQoL). Aim of the study was to investigate the impact of LTx on HrQoL in IT-IEMs. This single center prospective study involved 32 patients (15 OA, 11 UCD, 6 MSUD; median age at LTx 3.0 years, range 0.8–26.0). HRQoL was assessed pre/post transplantation by PedsQL-General Module 4.0 and by MetabQoL 1.0, a specifically designed tool for IT-IEM. PedsQL highlighted significant post-LTx improvements in total and physical functioning in both patients' and parents' scores. According to age at transplantation (≤3 vs. >3 years), younger patients showed higher post-LTx scores on Physical (p = 0.03), Social (p < 0.001), and Total (p =0.007) functioning. MetabQoL confirmed significant post-LTx changes in Total and Physical functioning in both patients and parents scores (p ≤ 0.009). Differently from PedsQL, MetabQoL Mental (patients p = 0.013, parents p = 0.03) and Social scores (patients p = 0.02, parents p = 0.012) were significantly higher post-LTx. Significant improvements (p = 0.001–0.04) were also detected both in self- and proxy-reports for almost all MetabQoL subscales. This study shows the importance of assessing the impact of transplantation on HrQoL, a meaningful outcome reflecting patients' wellbeing. LTx is associated with significant improvements of HrQol in both self- and parentreports. The comparison between PedsQL-GM and MetabQoL highlighted that MetabQoL demonstrated higher sensitivity in the assessment of diseasespecific domains than the generic PedsQL tool.
Long-Term outcome of infantile onset pompe disease patients treated with enzyme replacement therapy
(2024)
Background: Enzyme replacement therapy (ERT) with recombinant human alglucosidase alfa (rhGAA) was approved in Europe in 2006. Nevertheless, data on the long-term outcome of infantile onset Pompe disease (IOPD) patients at school age is still limited.
Objective: We analyzed in detail cardiac, respiratory, motor, and cognitive function of 15 German-speaking patients aged 7 and older who started ERT at a median age of 5 months.
Results: Starting dose was 20 mg/kg biweekly in 12 patients, 20 mg/kg weekly in 2, and 40 mg/kg weekly in one patient. CRIM-status was positive in 13 patients (86.7%) and negative or unknown in one patient each (6.7%). Three patients (20%) received immunomodulation. Median age at last assessment was 9.1 (7.0–19.5) years. At last follow-up 1 patient (6.7%) had mild cardiac hypertrophy, 6 (42.9%) had cardiac arrhythmias, and 7 (46.7%) required assisted ventilation. Seven patients (46.7%) achieved the ability to walk independently and 5 (33.3%) were still ambulatory at last follow-up. Six patients (40%) were able to sit without support, while the remaining 4 (26.7%) were tetraplegic. Eleven patients underwent cognitive testing (Culture Fair Intelligence Test), while 4 were unable to meet the requirements for cognitive testing. Intelligence quotients (IQs) ranged from normal (IQ 117, 102, 96, 94) in 4 patients (36.4%) to mild developmental delay (IQ 81) in one patient (9.1%) to intellectual disability (IQ 69, 63, 61, 3x < 55) in 6 patients (54.5%). White matter abnormalities were present in 10 out of 12 cerebral MRIs from 7 patients.
Measuring what matters
(2023)
Patient reported outcomes (PROs) are generally defined as ‘any report of the status of a patient's health condition that comes directly from the patient, without interpretation of the patient's response by a clinician or anyone else’. A broader definition of PRO also includes ‘any information on the outcomes of health care obtained directly from patients without modification by clinicians or other health care professionals’. Following this approach, PROs encompass subjective perceptions of patients on how they function or feel not only in relation to a health condition but also to its treatment as well as concepts such as health-related quality of life (HrQoL), information on the functional status of a patient, signs and symptoms and symptom burden. PRO measurement instruments (PROMs) are mostly questionnaires and inform about what patients can do and how they feel. PROs and PROMs have not yet found unconditional acceptance and wide use in the field of inborn errors of metabolism. This review summarises the importance and usefulness of PROs in research, drug legislation and clinical care and informs about quality standards, development, and potential methodological shortfalls of PROMs. Inclusion of PROs measured with high-quality, well-selected PROMs into clinical care, drug legislation, and research helps to identify unmet needs, improve quality of care, and define outcomes that are meaningful to patients. The field of IEM should open to new methodological approaches such as the definition of core sets of variables including PROs to be systematically assessed in specific metabolic conditions and new collaborations with PRO experts, such as psychologists to facilitate the systematic collection of meaningful data.
Zu Beginn des Forschungsprojektes „Neue Museumswelten“ wollten wir von Studierenden der Studiengänge Bachelor und Master InterMedia an der Fachhochschule Vorarlberg wissen, was sie mit dem Begriff „Museum“ verbinden. „Museum? Da gehe ich nur im Urlaub hin. Aber hier in Vorarlberg nicht“, war eine geläufige Aussage, die auf ein bestimmtes mentales Modell von Museum verweist. Viele Studierenden gehören also der Gruppe der Gelegenheits- oder Nichtbesucher:innen an. Wie sich in weiterer Folge herausstellte, handelt es sich dabei um eine durchaus heterogene Gruppe, die jedoch auch Gemeinsamkeiten aufweist: Alle Menschen, mit denen wir bisher im Zuge des Forschungsprojekts im Stadtraum, auf Events und im Museum sprachen, spielten und Zukunftsvisionen entwickelten, brachten ihre eigenen Bilder, Vorstellungen und Ideen zu Museen und möglichen Museumszukünften mit. Der Untersuchung genau dieser Bilder und Vorstellungen – der mentalen Modelle von Museum also –, widmet sich das von Interreg geförderte Forschungsprojekt unter Einbindung vielfältiger Perspektiven und Methoden aus Sozialforschung und Design. Es verfolgt den innovativen Weg, „Designerly Ways of Knowing“0 von Beginn an konsequent in den Forschungsprozess zu integrieren, um anstrebenswerte Museumszukünfte gemeinsam mit den Menschen auszuloten...
Why do some countries assign a major role to wind energy in decarbonizing their electricity systems, while others are much less committed to this technology? We argue that processes of (de-)legitimation, driven by discourse coalitions who strategically employ certain storylines in public debates, provide part of the answer. To illustrate our approach, we comparatively investigate public discourses surrounding wind energy in Austria and Switzerland, two countries that differ strongly in wind energy deployment. By combining a qualitative content analysis and a discourse network analysis of 808 newspaper articles published 2010–2020, we identify four distinct sets of storylines used to either delegitimize or legitimize the technology. Our study indicates that low deployment rates in Switzerland can be related to the prominence of delegitimizing storylines in the public discourse, which result in a rather low socio-political acceptance of wind energy. In Austria, by contrast, there is more consistent support for wind energy by discourse coalitions using a broad set of legitimizing storylines. By bridging the related but separate literatures of technology legitimacy and social acceptance, our study contributes to a better understanding of socio-political conflict and divergence in low-carbon technological pathways.
A step change is needed in the deployment of renewable energy if the triple challenge of ensuring climate change mitigation, energy security, and energy affordability is to be met. Yet, social acceptance of infrastructure projects and policies remains a key concern. While there has been decades of fruitful research on the social acceptance of wind energy and other renewables, much of the extant research is cross-sectional in nature, failing to capture the important dynamic processes that can make or break renewable energy projects. This paper introduces a Special Issue of Energy Policy which focuses on the neglected topic of the dynamics of social acceptance of renewable energy, drawing on contributions made at an international research conference held in St. Gallen (Switzerland) in June 2022. In addition to introducing these papers and drawing out common themes, we also seek to offer some conceptual clarity on the issue of dynamics in social acceptance, taking into account the influence of time, power, and scale in shaping decision-making processes. We conclude by highlighting a number of avenues of potential future research.
X-ray microtomography is a nondestructive, three-dimensional inspection technique applied across a vast range of fields and disciplines, ranging from research to industrial, encompassing engineering, biology, and medical research. Phasecontrast imaging extends the domain of application of x-ray microtomography to classes of samples that exhibit weak attenuation, thus appearing with poor contrast in standard x-ray imaging. Notable examples are low-atomic-number materials, like carbon-fiber composites, soft matter, and biological soft tissues.We report on a compact and cost-effective system for x-ray phase-contrast microtomography. The system features high sensitivity to phase gradients and high resolution, requires a low-power sealed x-ray tube, a single optical element, and fits in a small footprint. It is compatible with standard x-ray detector technologies: in our experiments, we have observed that single-photon counting offered higher angular sensitivity, whereas flat panels provided a larger field of view. The system is benchmarked against knownmaterial phantoms, and its potential for soft-tissue three-dimensional imaging is demonstrated on small-animal organs: a piglet esophagus and a rat heart.We believe that the simplicity of the setupwe are proposing, combined with its robustness and sensitivity, will facilitate accessing quantitative x-ray phase-contrast microtomography as a research tool across disciplines, including tissue engineering, materials science, and nondestructive testing in general.
Parametric anti-resonance is a phenomenon that occurs in systems with at least two degrees of freedom; this can be achieved by periodically exciting some parameters of the system. The effect of this properly tuned periodicity is to increase the dissipation in the system, which leads to a raising in the effective damping of vibrations. This contribution presents the design of an open-loop control to reduce the settling time using the anti-resonance concept. The control signal consists of a quasi-periodic signal capable of transferring the system’s oscillations from one mode to another mode of the system. The general averaging technique is used to characterize the dynamics, particularly the so-called slow dynamics of motion. With this analysis, the control signal is designed for the potential application of a microelectromechanical sensor arrangement; for this specific example, up to 96.8% reduction of settling time is achieved.
In this work, parametric excitation is introduced in a fully balanced flexible rotor mounted on two identical active gas foil bearings. The active gas foil bearings change the top foil shape harmonically with a specific amplitude and frequency. The deformable foil shape is approximated by an analytical function, while the gas pressure distribution is evaluated by the numerical solution of the Reynolds equation for compressible flow. The harmonic variation of the foil shape generates a respective variation in the bearings’ stiffness and damping properties and the system experiences parametric resonances and antiresonances in specific excitation frequencies. The nonlinear gas bearing forces generate bifurcations in the solutions of the system at certain rotating speeds and excitation frequencies; period doubling and Neimark-Sacker bifurcations are noticed in the examined system, and their progress is evaluated as the two bifurcation parameters (rotating speed and parametric excitation frequency) are changed, though a codimension-2 numerical continuation of limit cycles. It is found that at specific range of excitation frequency there are parametric anti-resonances and the bifurcations collide and vanish. Therefore, a bifurcation-free operating range is established and the system can operate stable at a wide speed range.
Il presente capitolo è incentrato su uno dei nuovi paradigmi di produzione e consumo, l’economia circolare – i.e., “un’economia in cui gli scarti e l’inquinamento sono minimizzati grazie al design consapevole di prodotti, processi e servizi, il valore delle risorse è mantenuto il più a lungo possibile e i sistemi naturali vengono rigenerati” (Gusmerotti et al., 2020, p. 9). L’elaborato si focalizza in particolare su uno dei modelli di business considerati “circolari” (CBM) (Linder e Williander, 2017), il product-as-a-service (PaaS da qui in poi) (Lacy et al., 2016). Alla base di questo modello di business vi è l’idea che i clienti non acquisiscono la proprietà dei beni, bensì li utilizzano al pari dei servizi, a fronte di un pagamento, come riporta la letteratura concernente i product-service systems (PSS) (Lacy et al., 2016; Mont, 2002; Tukker e Tischner, 2006; Tukker, 2015). Questo approccio al consumo rientra nel più complesso fenomeno della servitizzazione, la quale comporta “l’innovazione nelle capacità e nei processi di un’impresa, in modo che essa possa meglio creare valore – per il cliente e l’impresa stessa – passando dalla vendita di prodotti alla vendita di sistemi di prodotto-servizio” (Neely, 2009, p. 10).