Growth and Modification of Cluster-Assembled Thin Films

Thin film applications have become increasingly important in our search for multifunctional and economically viable technological solutions of the future. Thin film coatings can be used for a multitude of purposes, ranging from a basic enhancement of aesthetic attributes to the addition of a complex surface functionality. Anything from electronic or optical properties, to an increased catalytic or biological activity, can be added or enhanced by the deposition of a thin film, with a thickness of only a few atomic layers at the best, on an already existing surface. Thin films offer both a means of saving in materials and the possibility for improving properties without a critical enlargement of devices. Nanocluster deposition is a promising new method for the growth of structured thin films. Nanoclusters are small aggregates of atoms or molecules, ranging in sizes from only a few nanometers up to several hundreds of nanometers in diameter. Due to their large surface to volume ratio, and the confinement of atoms and electrons in all three dimensions, nanoclusters exhibit a wide variety of exotic properties that differ notably from those of both single atoms and bulk materials. Nanoclusters are a completely new type of building block for thin film deposition. As preformed entities, clusters provide a new means of tailoring the properties of thin films before their growth, simply by changing the size or composition of the clusters that are to be deposited. Contrary to contemporary methods of thin film growth, which mainly rely on the deposition of single atoms, cluster deposition also allows for a more precise assembly of thin films, as the configuration of single atoms with respect to each other is already predetermined in clusters. Nanocluster deposition offers a possibility for the coating of virtually any material with a nanostructured thin film, and therein the enhancement of already existing physical or chemical properties, or the addition of some exciting new feature. A clearer understanding of cluster-surface interactions, and the growth of thin films by cluster deposition, must, however, be achieved, if clusters are to be successfully used in thin film technologies. Using a combination of experimental techniques and molecular dynamics simulations, both the deposition of nanoclusters, and the growth and modification of cluster-assembled thin films, are studied in this thesis. Emphasis is laid on an understanding of the interaction between metal clusters and surfaces, and therein the behaviour of these clusters during deposition and thin film growth. The behaviour of single metal clusters, as they impact on clean metal surfaces, is analysed in detail, from which it is shown that there exists a cluster size and deposition energy dependent limit, below which epitaxial alignment occurs. If larger clusters are deposited at low energies, or cluster-surface interactions are weaker, non-epitaxial deposition will take place, resulting in the formation of nanocrystalline structures. The effect of cluster size and deposition energy on the morphology of cluster-assembled thin films is also determined, from which it is shown that nanocrystalline cluster-assembled films will be porous. Modification of these thin films, with the purpose of enhancing their mechanical properties and durability, without destroying their nanostructure, is presented. Irradiation with heavy ions is introduced as a feasible method for increasing the density, and therein the mechanical stability, of cluster-assembled thin films, without critically destroying their nanocrystalline properties. The results of this thesis demonstrate that nanocluster deposition is a suitable technique for the growth of nanostructured thin films. The interactions between nanoclusters and their supporting surfaces must, however, be carefully considered, if a controlled growth of cluster-assembled thin films, with precisely tailored properties, is to be achieved.

Formale Aspekte dreier finnischsprachiger Untertitelungsversionen des Films Das Leben der Anderen und bei den Untertitelungen angewandte Übersetzungsstrategien

Työssä tutkitaan yhtäältä saksankielisen elokuvan Muiden elämä ( Das Leben der Anderen ) kolmen suomenkielisen tekstitysversion tekstityksen muotoseikkoja, kuten välimerkkien käyttöä, repliikki- ja rivijakoa, ja toisaalta tekstityksen sisältöseikkoja, joita tarkastellaan tekstityksessä käytettävien käännösstrategioiden avulla. Tutkielmassa tarkastellaan, ovatko tekstityksissä käytetyt muotoseikat konventioiden mukaisia ja minkälaisia käännösstrategioita tekstityksissä on käytetty sekä johtaako tietyn käännösstrategian käyttö merkityksen muutoksiin ja kaventumisiin tekstityksessä. Tutkielman aineistona on elokuva Muiden elämä ja sen kolme suomenkielistä tekstitystä: elokuvateattereissa esitetty versio, DVD-tekstitys ja televisiossa esitetty versio. Hypoteesina oli, että kaikkien versioiden muotoseikat ovat konventioiden mukaisia ja että versioilla on eroavuuksia ruututekstien määrässä ja repliikkijaossa. Lisäksi oletettiin, että tietyn käännösstrategian käytön ja merkityksen muutoksien välillä on yhteys, niin että merkityksen muutoksia esiintyy eniten silloin, kun kaikkea sanottua ei voida kääntää. Tutkielman teoriataustassa esitellään aluksi lyhyesti av-kääntämisen muita lajeja, kuten ns. dubbausta eli jälkiäänitystä, selostusta ja voice-overia, jonka jälkeen syvennytään tekstityksen teoriaan, tekstityksen muotoseikkoihin ja konventioihin sekä tekstityksen käännösstrategioihin. Tekstityksen sisältöseikkojen analyysin viitekehyksenä ovat Henrik Gottliebin (1994, 1997) kymmenen käännösstrategiaa: lisäys (engl. expansion), para-fraasi (paraphrase), suora käännös (transfer), imitaatio (imitation), transkriptio (transcription), siirtäminen (dislocation), tiivistäminen (condensation), lyhentäminen (decimation), poisjättäminen (deletion) ja resignaatio (resignation). Tutkielmassa analysoitiin kaikkien tekstitysversioiden muotoseikat. Tekstityksen sisältöseikkojen tutkimuksessa jokainen dialogin lause tai sivulause analysoitiin omana verbaalisena segmenttinään. Yhteensä analysoitiin 1311 verbaalista segmenttiä ja tutkittiin, mitä käännösstrategiaa missäkin tekstitysversiossa oli missäkin osakäännöksessä käytetty, sekä tarkasteltiin, muuttuuko repliikissä merkitys alkutekstiin verrattuna. Strategiat kuvataan ja niiden käyttöä valaistaan esimerkkien avulla. Tulokset ovat hypoteesia tukevia: Tutkielmassa havaittiin, että kaikkien tekstitysversioiden muotoseikat ovat suurimmalta osin konventioiden mukaisia. Eroja oli havaittavissa tavuviivan, pilkun ja kursiivin käytössä. Versiot eroavat myös ruututekstien määrässä: elokuvaversiossa on eniten ruututekstejä (1091), vaikka siinä on vähiten sanoja (3968); DVD-tekstityksessä on 876 ruututekstiä ja 4278 sanaa ja TV-tekstityksessä on 983 ruututekstiä ja 5293 sanaa. Eroavaisuudet selittyvät sillä, että elokuvatekstityksen ruututekstit ovat lyhyempiä ja nopeammin ilmestyviä kuin DVD- tai TV-tekstitysten. Tutkittu DVD-tekstitys on elokuvatekstityksen muokkaus, mistä johtuu sen vähäinen sana- ja ruututekstimäärä. Tutkielmassa havaittiin myös, että kaikissa versioissa yleisimmin käytetty käännösstrategia oli suora käännös, mutta TV-tekstityksessä sitä oli käytetty yli 50 %:ssa kaikista osakäännöksistä ja DVD- ja elokuvaversiossa yli 35 %:ssa, eli TV-tekstityksessä sitä oli käytetty huomattavasti enemmän kuin muissa versioissa. Lyhentämistä ja poisjättämistä oli DVD- ja elokuvatekstityksessä käytetty enemmän kuin TV-tekstityksessä. Nämäkin erot selit-tynevät elokuvatekstityksen pienemmällä tilalla ja tämän tekstityksen muokkaamisesta DVD-tekstitykseksi. Merkityksen muutoksia ja kaventumisia esiintyi eniten strategioiden poisjättäminen ja lyhentäminen yhteydessä, muiden strategioiden yhteydessä merkityksen muutoksia ja kaventumisia esiintyi vain marginaalisesti. Tulokset tukevat hypoteesia siitä, että merkitys muuttuu ja kaventuu eniten silloin, kun kaikkea sanottua ei voida kääntää.

Biocompatibility and biofunctionalization of mesoporous silicon particles

Several of the newly developed drug molecules experience poor biopharmaceutical behavior, which hinders their effective delivery at the proper site of action. Among the several strategies employed in order to overcome this obstacle, mesoporous silicon-based materials have emerged as promising drug carriers due to their ability to improve the dissolution behavior of several poorly water-soluble drugs compounds confined within their pores. In addition to improve the dissolution behavior of the drugs, we report that porous silicon (PSi) nanoparticles have a higher degree of biocompatibility than PSi microparticles in several cell lines studied. In addition, the degradation of the nanoparticles showed its potential to fast clearance in the body. After oral delivery, the PSi particles were also found to transit the intestines without being absorbed. These results constituted the first quantitative analysis of the behavior of orally administered PSi nanoparticles compared with other delivery routes in rats. The self-assemble of a hydrophobin class II (HFBII) protein at the surface of hydrophobic PSi particles endowed the particles with greater biocompatibility in different cell lines, was found to reverse their hydrophobicity and also protected a drug loaded within its pores against premature release at low pH while enabling subsequent drug release as the pH increased. These results highlight the potential of HFBII-coating for PSi-based drug carriers in improving their hydrophilicity, biocompatibility and pH responsiveness in drug delivery applications. In conclusion, mesoporous silicon particles have been shown to be a versatile platform for improving the dissolution behavior of poorly water-soluble drugs with high biocompatibility and easy surface modification. The results of this study also provide information regarding the biofunctionalization of the THCPSi particles with a fungal protein, leading to an improvement in their biocompatibility and endowing them with pH responsive and mucoadhesive properties.