Browsing by Title

Schwarzin lemman mukaan jokainen origon kiinnittävä analyyttinen yksikkökiekon D itsekuvaus f on joko kierto tai se kutistaa pisteen z \neq 0 etäisyyden origoon. Kun D tulkitaan hyperbolisen geometrian mallina ja f tämän mallin mukaisena kuvauksena, saadaan hieman heikommilla oletuksilla vahvempi tulos: hyperbolisen metriikan suhteen jokainen analyyttinen yksikkökiekon itsekuvaus on joko isometria tai kutistus. Tulos tunnetaan Schwarzin-Pickin lemmana, joka todistetaan tässä tutkielmassa. Ennen Schwarzin-Pickin lemmaa tutkielmassa määritellään Poincarén kiekkomalli hyperboliselle geometrialle ja osoitetaan sen toteuttavan hyperbolisen version Eukleideen paralleeliaksioomasta. Lisäksi määritellään tarvittava hyperbolinen metriikka, osoitetaan sen indusoiman etäisyyskäsitteen ominaisuuksia sekä havainnollistetaan niitä esimerkein. Tutkielman tärkeinä apuvälineinä käytetään Möbius-kuvauksia, jotka kuvaavat hyperboliset suorat hyperbolisiksi suoriksi. Erityisesti osoitetaan, että kiekon D konformiset automorfismit ovat tunnettua muotoa olevia Möbius-kuvauksia, jotka muodostavat ryhmän kuvausten yhdistämisen suhteen. Automorfismien osoitetaan myöhemmin olevan täsmälleen samoja kuin hyperboliset isometriat, minkä avulla saadaan helposti osoitettua useita etäisyyttä koskevia väitteitä. Schwarzin-Pickin lemma todistetaan yhdistämällä kuvaus f kahden sopivat ehdot täyttävien automorfismien kanssa ja soveltamalla Schwarzin lemmaa saatuun yhdisteeseen. Tutkielman lopuksi todistetaan kaksi Schwarzin-Pickin lemmalla saatavaa tulosta, joista ensimmäisen mukaan aiemmin määritelty hyperbolinen metriikka on vakiokerrointa vaille ainoa, jonka suhteen automorfismit ovat isometrioita. Toinen tulos on Schwarzin-Pickin lemman eräs vahvempi muoto, joka antaa tiukemman ylärajan kuvauksen f kuvapisteiden väliselle hyperboliselle etäisyydelle.

Petroleum hydrocarbons (PHCs) and heavy metals are common soil contaminants, which when released in the environment have the potential to damage plants as well as endanger the health of both humans and animals. Investigating these contaminations for cleanup purposes is therefore important, and developing new rapid techniques to aid in this process would be beneficial. VNIR-SWIR (350–2500 nm) reflectance spectroscopy is a well-known method that has been shown to be a promising tool for the rapid and costeffective mapping and monitoring of various soil contaminations. However, previous studies have mainly focused on the spectral features of soil contaminants; the anisotropic nature of reflectance and polarization have been largely ignored. Characterization of these reflectance properties has the potential to provide valuable additional information, that can be used to improve remote-sensing methods and help develop reflectance models for the quantitative and qualitative analysis of contaminants in soil. To study the bidirectional reflectance and polarization properties of petroleum hydrocarbons and lead, the Finnish Geodetic Institute Field Goniospectrometer (FIGIFIGO) was used to measure samples artificially contaminated with diesel, motor oil and lead in the laboratory as well as lead contaminated soil and vegetation at Suomenlinna, Finland. In total, 23 samples were measured. It was confirmed that petroleum hydrocarbons can be detected from their characteristic absorption bands, and that the 1730 nm band is the most significant for this purpose. However, clay minerals appeared to considerably lower the intensity of these bands and affect the reflectance. Despite this, hydrocarbon absorption features were successfully detected from all samples at a lowest measured concentration of 0.5 wt.%. The polarization in the backward direction was found to decrease when diesel or motor oil was added, while the polarization increased in the forward direction on low zenith angles. In order to better understand the relationships between clay, water, hydrocarbon and quartz contents and their combined effects on the reflectance, more studies are needed. The reflectance and polarization of the laboratory Pb samples were found to increase significantly in the forward direction, while the polarization decreased in the backward direction in the SWIR region. This characteristic, if investigated further, could prove useful for the detection of heavy metals in soil. Lead was not reliably detected from the field samples, but more controlled studies on the relationship between soil contaminations and polarization properties of vegetation should be considered.

In the 21st century, there is an intensified social-political mindset, where people are no longer separated from nature. As a result concepts and theories of ecological research become part of regional policy and spatial planning. At the same time, ecological knowledge, technology orienta- tion and the economic potential created by them form an equilibrium between them. It may, depending on the context, turn to the barrier or benefit of the economy. Talking about the ecologicalization of politics which affecting all spatial planning levels in Finland. It has caused to conflicts in land use planning, when you try to take into account the importance of the nature of knowledge and to protect the directive species, such as flying squirrels. The aim of the study is to find out about the written material and the interviews with the peasants: what the flying squirrel conservation is all about and how it related to the ecologicalization of politics and what are the reasons for the species's conservation zoning conflicts and how can they be solved? As a case study, I will look at the Tramway project in Tampere, from the point of view of the flying squirrel’s conflict and ecologicalization of politics. At the same time, the aim is to develop the concept of ecologicalization of politics and to produce new information about the prevailing greenish social change. Flying squirrel is protect by a politically determined decision in the European Union area and it’s the small-scale night-life mammal which occurs grown up in mixed forests. In the EU, species occur in Finland and small quantities in Estonia and possibly in Latvia. Given that the EU is responding to the problem of state protection, the common species in Finland is the directive specie which requires special protection. The Habitats Directive has been implemented in Finland's National Nature Conservation Act at the end of the 1990s and the directive prohibits the eradication and deterioration of breeding and resting places of the species. In addition, the guiding regulation of the protection of the flying squirrel is included in the Land Use and Building Act, Land Act and Forest Law. Despite the protection of the flying squirrel population is estimated declined from the period after the Second World War in Finland, but the species is classified as held for an eye only. The calculation of population classification has been criticized. The entry into force of the Land Use and Building Act in 2000 was an important legal reform for the protection of the flying squirrel. A key change in the law had made land use planning objectives addition of "conservation of biodiversity and other natural values". In addition, the sections on increasing interaction and impact assessment of zoning have made the planning process more transparent and added the importance of nature enthusiasts. Influencing people often involves complaining about patterns, which is unfortunate. It offers residents the opportunity to influence the surrounding environment and protect nature, such as flying squirrels. Grown up in mixed forests of the flying squirrel favored often set in the cities, because the mixed forests have reduced and fragmented due to forestry in outside the cities. Urban forests directed to a plurality of user requirements, because it can be flying squirrel homeforests, residents recreational use, commercial forest and zoning residences area. Flying squirrel in the comfort of urban forests is challenging because growing cities expand and condense. The protection of the flying squirrel has caused conflict’s situations in many cities. An example of this is Pirkanmaa long flying squirrel conflict history and its recent case in Tampere’s tram project. The tramway is a matter of valuing of the political decision-making, where the construction the tram means ignoring another environmental value, nature conservation. The flexible nature of ecologicalization of politics is manifested in a tramway project, when ecological knowledge of the flying squirrel turns against economic goals and co-operation between actors. For people who benefit from economic growth and for the city's growth, the flying squirrel is a financial slowdown which complicates regional cooperation in Tampere urban area. Although the protection of flying squirrel is not just a matter of protecting the city's local level, but also regional co-operation, as the dynamic species moves away from the municipal boundaries.

Ocular drug delivery is a complex field of pharmaceutics due to the unique conditions on the eye surface. Currently used drug carriers have disadvantages like irritation and blurred vision, and moreover, the bioavailability of drug formulations is low. This research aimed to synthesize novel and safe drug carriers for ocular drug delivery that could prolong retention on the eye and resist a tear washout effect. The drug carrier consists of a gellan gum that is an anionic polysaccharide having a property for in situ gelling. Gellan gum was modified with short poly(2-ethyl-2-oxazoline) grafts that have shown to have minimal unspecific organ deposition and rapid renal excretion. The choice of synthetic procedure, solvents, and reagents was dictated by biocompatibility of the materials and possible medical application. Graft copolymers were synthesized in a two-step synthetic procedure in which at first 2-ethyl-2-oxazoline was polymerized via cationic ring-opening polymerization. Next, living polymer chains were combined with deprotonated gellan gum to attach grafts onto the gellan backbone. Grafting was performed in three different degrees of grafting by changing poly(2-ethyl-2-oxazoline)-to-gellan mass ratio in the feed. Grafted copolymers were studied by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and infrared spectroscopy (IR) and by thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the molecular weights of PEtOx grafts were determined by size exclusion chromatography (SEC). Based on the results, synthesized copolymers had different degrees of grafting. The thermogravimetric analysis demonstrated a two-step degradation process for copolymers, in which the steps and weight losses correlated well with the grafts content. The diffusion-ordered spectroscopy (DOSY) proved that the grafting had actually taken place, but a lower diffusion coefficient for copolymer in relation to the diffusion of a native gellan revealed degradation of the backbone.

4D printing is becoming increasingly investigated as it is emerging as a pioneering method for biofabrication. By implementing programmable shape changing thermoresponsive hydrogels in bioink formulations, a 4D response can be achieved, which can be manipulated to print artificial organs and tissues. The limited selection of biocompatible thermoresponsive hydrogels, accompanied by the mechanical weakness of hydrogels have restricted the mainstream application of this technology in the field of bioprinting. The most commonly studied thermoresponsive polymer is poly(N-isopropylacrylamide), but it is understood that the monomer N-isopropylacrylamide exhibits cytotoxicity at low concentrations. The primary goal of this study is to investigate poly(2-substituted-2-oxazoline) macromonomers as potential alternatives to poly(N-isopropylacrylamide), and the secondary goal is to investigate microgels as an additive in crosslinked networks to enhance hydrogel mechanical strength. The results in this work indicate that poly(2-n-propyl-2-oxazoline-co-2-ethyl-2-oxazoline) is a promising candidate for 4D printing, because it’s LCST can be fine-tuned by altering the monomer ratio. However, it still requires further investigation as it requires an acrylamide comonomer to crosslink, and it also has compatibility issues with commercial printing additives like Pluronic F127. The addition of 2 wt.% microgel also showed promise as it enhanced the hydrogels mechanical strength over threefold.

This thesis presents and proves Pólya's enumeration theorem (PET) along with the necessary background knowledge. Also, applications are presented in coloring problems, graph theory, number theory and chemistry. The statement and proof of PET is preceded by detailed discussions on Burnside's lemma, the cycle index, weight functions, configurations and the configuration generating function. After the proof of PET, it is applied to the enumerations of colorings of polytopes of dimension 2 and 3, including necklaces, the cube, and the truncated icosahedron. The general formulas for the number of n-colorings of the latter two are also derived. In number theory, work by Chong-Yun Chao is presented, which uses PET to derive generalized versions of Fermat's Little Theorem and Gauss' Theorem. In graph theory, some classic graphical enumeration results of Pólya, Harary and Palmer are presented, particularly the enumeration of the isomorphism classes of unlabeled trees and (v,e)-graphs. The enumeration of all (5,e)-graphs is given as an example. The thesis is concluded with a presentation of how Pólya applied his enumeration technique to the enumeration of chemical compounds.

Ohutkalvojen kuvioiminen on tärkeä osa mikroelektroniikan tuotantoa ja se on noussut keskeiseen osaan komponenttien, kuten transistorien, koon alati pienetessä. Polymeerejä on käytetty ohutkalvojen kuvioimisessa jo varhaisista vaiheista asti ja ne ovat teollisuuden mittakaavassa edelleen elintärkeitä käytetyimmissä kuviointimenetelmissä. Atomikerroskasvatuksen (ALD) yleistyttyä polymeerejä on voitu käyttää monipuolisemmin, mikä on näkynyt polymeerisubstraattien yleistymisenä ja ohutkalvojen alueselektiivisten kasvatusten lisääntymisenä. Polymeerit mahdollistavat selektiivisen ALD:n makroskooppisilla alueilla, mikä on tämän työn kokeellisen osuuden aiheena. Kirjallisuusosassa tutustutaan ALD:n perusteisiin niin perinteisemmillä Si-substraateilla kuin polymeerisubstraateilla ja verrataan miten ALD-kalvojen kasvu eroaa näillä pinnoilla toisistaan. Substraattien pintakemian erojen ymmärtäminen on keskeisessä osassa, kun suunnitellaan polymeereihin perustuvia alueselektiivisiä ALD-sovelluksia. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan myös ohutkalvojen kuvioimiseen käytettyjä menetelmiä. Näihin kuuluu litografisia menetelmiä, kuten ultravioletti- ja elektronisuihkulitografia, sekä ALD:n mahdollistamia alueselektiivisiä kasvatuksia, jotka perustuvatpinnan aktivointiin tai passivointiin. Näitä menetelmiä on myös yhdistelty ja näin onnistuttu kuvioimaan ohutkalvoja tarkalla resoluutiolla suurille alueille. Esimerkkejä näistä ovat esimerkiksi kaksoiskuviointi, lohkokopolymeerilitografia ja siihen läheisesti yhteenkuuluva resistin muokkaus. Kirjallisuusosass tehdään myös katsaus kuvioimisessa yleisimmin käytettyihin polymeereihin, mihin lukeutuvat polyvinyylipyrrolidoni (PVP), polymetyylimetakrylaatti (PMMA), polydimetyylisiloksaani (PDMS), polytetrafluoroeteeni (PTFE) ja Kapton™-polyimidi. Kokeellisessa osassa tutkittiin passivointimateriaaleja, mitkä mahdollisesti pystyisivät estämään Al2O3-kalvon (AlMe3 + H2O -prosessi) kasvun Si-substraatille 150 - 325 °C:n lämpötiloissa. Testatut passivointimateriaalit olivat PVP, PMMA, PDMS ja niiden PTFE-komposiitit, sekä kaupallisia tuotteita, kuten Kapton™-polyimiditeippi, Parafilm™-laboratoriotiivistekalvo ja huopakynä. Kaikki passivointimateriaalit pystyivät tarkasti suojaamaan peittämänsä alueen Al2O3-kalvon kasvulta vielä 200 °C:n kasvatuslämpötiloissa. Kaikista parhaimmat tulokset kasvatuslämpötilan suhteen saatiin PMMA:n PTFE-komposiitilla, mikä pystyi passivoimaan peittämänsä alueen 300 °C:n kasvatuslämpötilassa. Lämpötilan kohotessa liian korkeaksi passivointimateriaalille, huomattiin hajoamisesta johtuvan uloskaasuttamisen aiheuttavan epätasaisuuksia ympäröivän kalvon kasvuun. Kaikki passivointimateriaalit pystyttiin poistamaan substraatilta kasvatuksen jälkeen substraattia vahingoittamatta tai peruuttamattomasti likaamatta.

Tutkielmassa perehdytään vaativuusteorian näkökulmasta lukuteoreettiseen ongelmaan alkuluvun tunnistamisesta.Työn aiheena on alkulukutestauksen polynomiaikaisuus ja keskiössä on tämän osoittava matemaattinen tulos, ehdoton deterministinen polynomisessa ajassa toimiva alkulukutestausalgoritmi. Tutkielmassa käydään läpi kyseisen algoritmin oikean toiminnan ja aikavaativuuden todistukset. Alkulukutestauksessa pyritään selvittämään, onko annettu luku alkuluku. Vaativuusteoriassa tämä kysymys muotoillaan kielen PRIMES päätösongelmaksi. Päätösongelman ratkaisuun haetaan algoritmia, joka kertoo vastauksen kysymykseen, kuuluuko annettu syöte joukkoon vai ei. Algoritmin katsotaan olevan tehokas, jos se on vaativuusluokassa P. Vaativuusluokka P on determinististen polynomiaikaisten algoritmien luokka. Tutkielman ensimmäinen luku on johdanto aiheeseen. Toisessa luvussa käsitellään vaativuusteoriaa. Käydään läpi aikavaativuuden analysointia asymptoottisen analyysin keinoin ja tutustutaan Turingin koneisiin sekä niiden algoritmiyhteyteen. Lopuksi esitellään vaativuusluokat P, NP ja co-NP. Kolmas luku sisältää lukuteorian perusteita ja erityisesti alkulukuja koskevia tuloksia. Aluksi käsitellään jaollisuutta ja kongruenssia sekä binomikertoimia, minkä jälkeen keskitytään alkulukuihin. Perehdytään alkuluvun tunnistamiseen ja lopuksi tuodaan mukaan vaativuusteorian näkökulma alkuluvuntunnistamisongelman PRIMES esittelyn muodossa. Neljännessä luvussa käsitellään algebran sisältöjä. Keskeisinä aiheina ovat äärelliset kunnat ja syklotomiset polynomit. Tutkielman viidennessä luvussa käydään läpi todistus alkulukutestauksen polynomiaikaisuudelle. Käsitellään tarkoitukseen kehitetyn ehdottoman deterministisen algoritmin toiminta, sen todistus ja polynomiaikainen aikavaativuus.

Tässä työssä käsitellään polynomien laskutoimituksia. Polynomien laskutoimituksista käsitellään yhteen- ja vähennyslaskua, kertolaskua ja jakolaskua. Tässä työssä keskitytään enemmän polynomien jakolaskuun. Työssä käydään läpi polynomien jakaminen perinteisellä pitkällä jaolla ja lyhyemmällä jaolla, josta käytetään nimitystä synteettinen jako. Synteettinen jako tunnetaan myös nimellä ruffinin sääntö. Työssä käydään läpi perinteisen ja synteettisen jaon eroja. Synteettisessä jaossa käytetään polynomien termien kertoimia ja jakajana toimii mahdollinen polynomin nollakohta. Perinteisessä polynomien jakokulmajaossa käytetään myös polynomien termien muuttujaosaa, joten synteettinen jako on siten yksinkertaisempi ja myös lyhempi. Kuitenkin periaate on sama ja molemmilla menetelmillä päästään samaan lopputulokseen. Työssä käydään läpi synteettisen jaon menetelmän vaiheet ja tehdään erilaisia laskuesimerkkejä. Synteettinen jako tehdään jakokulmamuodostelmassa, johon laitetaan polynomien termien kertoimet. Polynomien synteettistä jakoa voidaan käyttää, kun jaetaan polynomi millä tahansa toisella polynomilla, jonka asteluku on pienempi tai yhtä suuri kuin jaettavan polynomin asteluku. Tässä työssä käsitellään polynomin jaollisuutta ja käytetään synteettistä jakoa, kun tarkastellaan polynomin tekijöihin jakoa ja nollakohtia.

Guarkumi on monikäyttöinen aine niin lääke- kuin ravintoaineteollisuudessa. Guarkumille tehtävät reaktiot lisäävät mahdollisesti sen monikäyttöisyyttä. Tässä työssä tarkoituksena oli pidentää guarkumialdehydin (galaktomannaanin galaktoosin C-6 aldehydin) hiiliketjua yhdellä hiilellä syanohydriinien avulla. Oksinitrilaasi on syanohydriinejä muodostava entsyymi, jota kasvit käyttävät syanogeneesissä. Orgaanisissa synteeseissä tätä entsyymien ominaisuutta käytetään päinvastaiseen tarkoitukseen eli syanohydriinien muodostamiseen. Reaktioita oksinitrilaasilla on suoritettu kirjallisuuden mukaan runsaasti, mutta lähtöaine on ollut orgaaniseen liuottimeen liukeneva, reaktioseoksena on käytetty orgaanista liuotinta, liuotinseosta tai entsyymi on ollut kiinnitettynä matriisiin. Tutkimuksen kohteena olivat polysakkaridialdehydien oksinitrilaasilla tehtävät entsymaattiset jatkoreaktiot. Työssä tutkittiin syanohydriinien entsymaattista syntetisointia vesipitoisissa puskuriliuoksissa. Kokeet tehtiin raffinoosilla ja guarkumilla, jotka oli hapetettu entsymaattisesti, selektiivisesti, galaktoosin C-6 asemasta aldehydiksi. Syanohydriinien muodostumista tutkittiin kolmella eri oksinitrilaasilla ja kahdella syanidia vapauttavalla yhdisteellä; natriumsyanidilla ja etyylisyanoformaatilla. Lisäksi tutkittiin erilaisten puskurien vaikutusta tulokseen. Näytteistä muodostettiin johdos metanolyysin ja silyloinnin avulla. Haihtuviksi tehdyt sakkaridit analysoitiin GC-MS:lla. Tulokset tarkistettiin lisäksi NMR- ja LC-MS/MS – tekniikoilla. Reaktioiden tuloksena oli α-hydroksiamidiksi hydrolysoitunut syanohydriini. Synteesin toimivuutta ja tuloksia olisi hyvä tutkia vielä alhaisessa lämpötilassa, sillä tähän tutkimukseen sisälletyt kokeet tehtiin huoneenlämpötilassa. Lisäksi parhaan tuloksen tuottanutta AtHNL -entsyymiä olisi hyvä kokeilla pH:ssa 3,3, jolloin kemiallinen reaktio olisi kokonaan suppressoitu.