On the mechanical behavior of compacted pack ice : A theoretical and numerical investigation

Pack ice is an aggregate of ice floes drifting on the sea surface. The forces controlling the motion and deformation of pack ice are air and water drag forces, sea surface tilt, Coriolis force and the internal force due to the interaction between ice floes. In this thesis, the mechanical behavior of compacted pack ice is investigated using theoretical and numerical methods, focusing on the three basic material properties: compressive strength, yield curve and flow rule. A high-resolution three-category sea ice model is applied to investigate the sea ice dynamics in two small basins, the whole Gulf Riga and the inside Pärnu Bay, focusing on the calibration of the compressive strength for thin ice. These two basins are on the scales of 100 km and 20 km, respectively, with typical ice thickness of 10-30 cm. The model is found capable of capturing the main characteristics of the ice dynamics. The compressive strength is calibrated to be about 30 kPa, consistent with the values from most large-scale sea ice dynamic studies. In addition, the numerical study in Pärnu Bay suggests that the shear strength drops significantly when the ice-floe size markedly decreases. A characteristic inversion method is developed to probe the yield curve of compacted pack ice. The basis of this method is the relationship between the intersection angle of linear kinematic features (LKFs) in sea ice and the slope of the yield curve. A summary of the observed LKFs shows that they can be basically divided into three groups: intersecting leads, uniaxial opening leads and uniaxial pressure ridges. Based on the available observed angles, the yield curve is determined to be a curved diamond. Comparisons of this yield curve with those from other methods show that it possesses almost all the advantages identified by the other methods. A new constitutive law is proposed, where the yield curve is a diamond and the flow rule is a combination of the normal and co-axial flow rule. The non-normal co-axial flow rule is necessary for the Coulombic yield constraint. This constitutive law not only captures the main features of forming LKFs but also takes the advantage of avoiding overestimating divergence during shear deformation. Moreover, this study provides a method for observing the flow rule for pack ice during deformation.

Selenium and its effects on growth, yield and tuber quality in potato

Selenium (Se) has been demonstrated to be an essential trace element for maintenance of animal and human health. Although it has not been confirmed to be an essential micronutrient in higher plants, there is increasing evidence that Se functions as an antioxidant in plants. Selenium has been shown to exert a beneficial effect on crop growth and promotes stress tolerance at low concentrations. However, the specific physiological mechanisms that underlie the positive effects of Se in plants have not been clearly elucidated. The aims of this study were to determine the Se concentration in potato (Solanum tuberosum L.) and the effects of Se on the accumulation of carbohydrates, growth and yield in potato plants. An additional aim was to study the impact of Se on the total glycoalkaloid concentration in immature potato tubers. The distribution of Se in different biochemical Se fractions and the effect of storage on the Se concentration were studied in Se-enriched tubers. Furthermore, the effect of Se on raw darkening and translocation of Se from seed tubers to the next tuber generation was investigated. Due to the established anti-ageing properties of Se, it was of interest to study if Se affects physiological age and growth vigour of seed tubers. The Se concentrations in the upper leaves, roots, stolons and tubers of potato increased with increasing Se supplementation. The highest Se concentration was reached in young upper leaves, roots and stolons, indicating that added selenate was efficiently utilized and taken up at an early stage. During the growing period the Se concentration declined in the aerial parts, roots and stolons of potato plants whereas an intensive accumulation took place in immature and mature tubers. Selenium increased carbohydrate accumulation in the young upper leaves and in stolons, roots and tubers at maturity. This could not be explained by increased production of photoassimilates as net photosynthesis did not differ among Se treatments. The Se treated plants produced higher tuber yields than control plants, and at the highest Se concentration (0.3 mg kg-1) lower numbers of larger tubers were harvested. Increased yield of Se treated plants suggested that Se may enhance the allocation of photoassimilates for tuber growth, acting as a strong sink for both Se and for carbohydrates. Similarly as for other plant species, the positive impact of Se on the yield of potato plants could be related to its antioxidative effect in delaying senescence. The highest Se supplementation (0.9 mg kg-1) slightly decreased the glycoalkaloid concentration of immature tubers. However, at this level the Se concentration in tubers was about 20 µg g-1 DW. A 100 g consumption of potato would provide about 500 mg of Se, which exceeds the upper safe intake level of 400 µg per day for human dietary. The low Se applications (0.0035 and 0.1 mg kg-1) diminished and retarded the degree of raw darkening in tubers stored for one and eight months, which can be attributed to the antioxidative properties of Se. The storage for 1 to 12 months did not affect the Se concentrations of tubers. In the Se enriched tubers Se was allocated to the organic Se fraction, indicating that it was incorporated into organic compounds in tubers. Elevated Se concentration in the next-generation tubers produced by the Se enriched seed tubers indicated that Se could be translocated from the seed tubers to the progeny. In the seed tubers stored for 8 months, at high levels, Se had some positive effects on the growth vigour of sprouts, but Se had no consistent effect on the growth vigour of seed tubers of optimal physiological age. These results indicate that Se is a beneficial trace element in potato plants that exerts a positive effect on yield formation and improves the processing and storage quality of table potato tubers. These positive effects of Se are, however, dependent on the Se concentration and the age of the potato plant and tuber.

Options for selecting dairy cattle for milk coagulation ability

Lypsylehmien maidon juoksettumiskyvyn jalostuskeinot Väitöskirjassa tutkittiin lypsylehmien maidon juustonvalmistuslaadun parantamista jalostusvalinnan avulla. Tutkimusaihe on tärkeä, sillä yhä suurempi osa maidosta käytetään juustonvalmistukseen. Tutkimuksen kohteena oli maidon juoksettumiskyky, sillä se on yksi keskeisistä juustomäärään vaikuttavista tekijöistä. Maidon juoksettumiskyky vaihteli huomattavasti lehmien, sonnien, karjojen, rotujen ja lypsykauden vaiheiden välillä. Vaikka tankkimaidon juoksettumiskyvyssä olikin suuria eroja karjoittain, karja selitti vain pienen osan juoksettumiskyvyn kokonaisvaihtelusta. Todennäköisesti perinnölliset erot lehmien välillä selittävät suurimman osan karjojen tankkimaitojen juoksettumiskyvyssä havaituista eroista. Hyvä hoito ja ruokinta vähensivät kuitenkin jossain määrin huonosti juoksettuvien tankkimaitojen osuutta karjoissa. Holstein-friisiläiset lehmät olivat juoksettumiskyvyltään ayrshire-rotuisia lehmiä parempia. Huono juoksettuminen ja juoksettumattomuus oli vain vähäinen ongelma holstein-friisiläisillä (10 %), kun taas kolmannes ayrshire-lehmistä tuotti huonosti juoksettuvaa tai juoksettumatonta maitoa. Maitoa sanotaan huonosti juoksettuvaksi silloin, kun juustomassa ei ole riittävän kiinteää leikattavaksi puolen tunnin kuluttua juoksetteen lisäyksestä. Juoksettumattomaksi määriteltävä maito ei saostu lainkaan puolen tunnin aikana ja on siksi erittäin huonoa raaka-ainetta juustomeijereille. Noin 40 % lehmien välisistä eroista maidon juoksettumiskyvyssä selittyi perinnöllisillä tekijöillä. Juoksettumiskykyä voikin sanoa hyvin periytyväksi ominaisuudeksi. Kolme mittauskertaa lehmää kohti riittää varsin hyvin lehmän maidon keskimääräisen juoksettumiskyvyn arvioimiseen. Tällä hetkellä juoksettumiskyvyn suoran jalostamisen ongelmana on kuitenkin automatisoidun, laajamittaiseen käyttöön soveltuvan mittalaitteen puute. Tämän takia väitöskirjassa tutkittiin mahdollisuuksia jalostaa maidon juoksettumiskykyä epäsuorasti, jonkin toisen ominaisuuden kautta. Tällaisen ominaisuuden pitää olla kyllin voimakkaasti perinnöllisesti kytkeytynyt juoksettumiskykyyn, jotta jalostus olisi mahdollista sen avulla. Tutkittavat ominaisuudet olivat sonnien kokonaisjalostusarvossa jo mukana olevat maitotuotos ja utareterveyteen liittyvät ominaisuudet sekä kokonaisjalostusarvoon kuulumattomat maidon valkuais- ja kaseiinipitoisuus sekä maidon pH. Väitöskirjassa tutkittiin myös mahdollisuuksia ns. merkkiavusteiseen valintaan tutkimalla maidon juoksettumattomuuden perinnöllisyyttä ja kartoittamalla siihen liittyvät kromosomialueet. Tutkimuksen tulosten perusteella lehmien utareterveyden jalostaminen parantaa jonkin verran myös maidon juoksettumiskykyä sekä vähentää juoksettumattomuutta ayrshire-rotuisilla lehmillä. Lehmien maitotuotos ja maidon juoksettumiskyky sekä juoksettumattomuus ovat sen sijaan perinnöllisesti toisistaan riippumattomia ominaisuuksia. Myöskin maidon valkuais- ja kaseiinipitoisuuden perinnöllinen yhteys juoksettumiskykyyn oli likimain nolla. Maidon pH:n ja juoksettumiskyvyn välillä oli melko voimakas perinnöllinen yhteys, joten maidon pH:n jalostaminen parantaisi myös maidon juoksettumiskykyä. Todennäköisesti sen jalostaminen ei kuitenkaan vähentäisi juoksettumatonta maitoa tuottavien lehmien määrää. Koska maidon juoksettumattomuus on niin yleinen ongelma suomalaisilla ayrshire-lehmillä, väitöksessä selvitettiin tarkemmin ilmiön taustoja. Kaikissa kolmessa tutkimusaineistoissa noin 10 % ayrshire-lehmistä tuotti juoksettumatonta maitoa. Kahden vuoden kuukausittaisen seurannan aikana osa lehmistä tuotti juoksettumatonta maitoa lähes joka mittauskerralla. Maidon juoksettumattomuus oli yhteydessä lypsykauden vaiheeseen, mutta mikään ympäristötekijöistä ei pystynyt täysin selittämään sitä. Sen sijaan viitteet sen periytyvyydestä vahvistuivat tutkimusten edetessä. Lopuksi tutkimusryhmä onnistui kartoittamaan juoksettumattomuutta aiheuttavat kromosomialueet kromosomeihin 2 ja 18, lähelle DNA-merkkejä BMS1126 ja BMS1355. Tulosten perusteella maidon juoksettumattomuus ei ole yhteydessä maidon juoksettumistapahtumassa keskeisiin kaseiinigeeneihin. Sen sijaan on mahdollista, että juoksettumattomuusongelman aiheuttavat kaseiinigeenien syntetisoinnin jälkeisessä muokkauksessa tapahtuvat virheet. Asia vaatii kuitenkin perusteellista tutkimista. Väitöksen tulosten perusteella maidon juoksettumattomuusgeeniä kantavien eläinten karsiminen jalostuseläinten joukosta olisi tehokkain tapa jalostaa maidon juoksettumiskykyä suomalaisessa lypsykarjapopulaatiossa.

Undersowing in a northern climate: effects on spring cereal yield and risk of nitrate leaching

Disadvantages of invariable cereal cropping, concern of nutrient leaching and prices of nitrogen (N) fertilizer have all increased during last decades. An undersown crop, which grows together with a main crop and after harvest, could mitigate all those questions. The aim of this study was to develop undersowing in Finnish conditions, so that it suits for spring cereal farming as well as possible and enhances taking care of soil and environment, especially when control of N is concerned. In total, 17 plant species were undersown in spring cereals during the field experiments between 1991-1999 at four sites in South and Central Finland, but after selection, eight of them were studied more thoroughly. Two legumes, one grass species and one mixture of them were included in long-term trials in order to study annually repeated undersowing. Further, simultaneous broadcasting of seeds instead of separate undersowing was studied. Grain yield response and the capacity of the undersown crop to absorb soil N or fix N from atmosphere, and the release of N were of greatest interest. Seeding rates of undersown crops and N fertilization rates during annually repeated undersowing were also studied. Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam., IR) absorbed soil nitrate N (NO3-N) most efficiently in autumn and timothy (Phleum pratense L.) in spring. The capacity of other grass species to absorb N was low, or it was insufficient considering the negative effect on grain yield. Red clover (Trifolium pratense L.) and white clover (Trifolium repens L.) suited well in annually repeated undersowing, supplying fixed N for cereals without markedly increased risk of N leaching. Autumn oriented growth rhythm of the studied legumes was optimal for undersowing, whereas the growth rhythm of grasses was less suited but varied between species. A model of adaptive undersowing system was outlined in order to emphasize allocation of measures according needs. After defining the goal of undersowing, many decisions are to be done. When diminishing N leaching is primarily sought, a mixture of IR and timothy is advantageous. Clovers suit for replacing N fertilization, as the positive residual effect is greater than the negative effect caused by competition. A mixture of legume and non legume is a good choice when increased diversity is the main target. Seeding rate is an efficient means for adjusting competition and N effects. Broadcasting with soil covering equipment can be used to establish an undersown crop. In addition, timing and method of cover crop termination have an important role in the outcome. Continuous observing of the system is needed as for instance conditions significantly affect growth of undersown crop and on the other hand N release from crop residues may increase in long run.

Microbial life and deposits in paper machine circuits

Väitöskirjani käsittele mikrobien ja erilaisten kemikaalien rooleja saostumien ja biofilmien muodostumisessa paperi- ja kartonkikoneilla. "Saostuma" tässä työssä tarkoittaa kiinteän aineen kertymää konepinnoille tai rajapinnoille konekierroissa, jotka on tarkoitettu massasulppujen, lietteiden, vesien tai ilman kuljetukseen. Saostumasta tulee "biofilmi" silloin kun sen oleellinen rakennekomponentti on mikrobisolut tai niiden tuotteet. Väitöstyöni työhypoteesina oli, että i. tietämys saostumien koostumuksesta, sekä ii. niiden rakenteesta, biologisista, fysikaalis-kemiallisista ja teknisistä ominaisuuksista ohjaavat tutkijaa löytämään ympäristöä säästäviä keinoja estää epätoivottujen saostumien muodostus tai purkaa jo muodostuneita saostumia. Selvittääkseni saostumien koostumista ja rakennetta käytin monia erilaisia analytiikan työkaluja, kuten elektronimikroskopiaa, konfokaali-laser mikroskopiaa (CLSM), energiadispersiivistä röntgenanalyysiä (EDX), pyrolyysi kaasukromatografiaa yhdistettynä massaspektrometriaan (Py-GCMS), joninvaihtokromatografiaa, kaasukromatografiaa ja mikrobiologisia analyysejä. Osallistuin aktiivisesti innovatiivisen, valon takaisinsirontaan perustuvan sensorin kehittämistyöhön, käytettäväksi biofilmin kasvun mittaukseen suoraan koneen vesikierroista ja säiliöistä. Työni osoitti, että monet paperinvalmistuksessa käytetyistä kemikaaleista reagoivat keskenään tuottaen orgaanisia tahmakerroksia konekiertojen teräspinnoille. Löysin myös kerrostumia, jotka valomikroskooppisessa tarkastelussa oli tulkittu mikrobeiksi, mutta jotka elektronimikroskopia paljasti alunasta syntyneiksi, alumiinihydroksidiksi joka saostui pH:ssa 6,8 kiertokuitua käyttävän koneen viiravesistä. Monet paperintekijät käyttävät vieläkin alunaa kiinnitysaineena vaikka prosessiolot ovat muuttuneet happamista neutraaleiksi. Sitä pidetään paperitekijän "aspiriinina", mutta väitöstutkimukseni osoitti sen riskit. Löysin myös orgaanisia saostumia, joiden alkuperä oli aineiden, kuten pihkan, saippuoituminen (kalsium saippuat) niin että muodostui tahmankasvua ylläpitävä alusta monilla paperi- ja kartonkikoneilla. Näin solumuodoiltaan Deinococcus geothermalista muistuttavia bakteereita kasvamassa lujasti teräskoepalojen pintaan kiinnittyneinä pesäkkeinä, kun koepaloja upotettiin paperikoneiden vesikiertoihin. Nämä deinokokkimaiset pesäkkeet voivat toimia jalustana, tarttumisalustana muiden mikrobien massoille, joka selittäisi miksi saostumat yleisesti sisältävät deinokokkeja pienenä, muttei koskaan pääasiallisena rakenneosana. Kun paperikoneiden käyttämien vesien (raakavedet, lämminvesi, biologisesti puhdistettu jätevesi) laatua tutkitaan, mittausmenetelmällä on suuri merkitys. Koepalan upotusmenetelmällä todettu biofilmikasvu ja viljelmenetelmällä mitattu bakteerisaastuneisuus korreloivat toisiinsa huonosti etenkin silloin kun likaantumisessa oli mukana rihmamaiseti kasvavia bakteereja. Huoli ympäristöstä on pakottanut paperi- ja kartonkikoneiden vesikiertojen sulkemiseen. Vesien kierrätys ja prosessivesien uudelleenkäyttö nostavat prosessilämpötilaa ja lisäävät koneella kiertävien kolloidisten ja liuenneiden aineiden määriä. Tutkin kiertovesien pitoisuuksia kolmessa eriasteisesti suljetussa tehtaassa, joiden päästöt olivat 0 m3, 0,5 m3 ja 4 m3 jätevettä tuotetonnia kohden, perustuen puhdistetun jäteveden uudelleen käyttöön. Nollapäästöisellä tehtaalla kiertovesiin kertyi paljon orgaanisesti sidottua hiiltä (> 10 g L-1), etenkin haihtuvina happoina (maito-, etikka-, propioni- ja voi-). Myös sulfaatteja, klorideja, natriumia ja kalsiumia kertyi paljon, > 1 g L-1 kutakin. Pääosa (>40%) kaikista bakteereista oli 16S rRNA geenisekvenssianalyysien tulosten perusteella sukua, joskin etäistä (< 96%) ainoastaan Enterococcus cecorum bakteerille. 4 m3 päästävältä tehtaalta löytyi lisäksi Bacillus thermoamylovorans ja Bacillus coagulans. Tehtaiden saostumat sisälsivät arkkeja suurina pitoisuuksina, ≥ 108 g-1, mutta tunnistukseen riittävää sekvenssisamanlaisuutta löytyi vain yhteen arkkisukuun, Methanothrix. Tutkimustulokset osoittivat että tehtaan vesikiertojen sulkeminen vähensi rajusti mikrobiston monimuotoisuutta, muttei estänyt liuenneen aineen ja kiintoaineen mineralisoitumista.

Quality of ALICE SSD modules revealed by electrical tests

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is an experiment at CERN (European Organization for Nuclear Research), where a heavy-ion detector is dedicated to exploit the unique physics potential of nucleus-nucleus interactions at LHC (Large Hadron Collider) energies. In a part of that project, 716 so-called type V4 modules were assembles in Detector Laboratory of Helsinki Institute of Physics during the years 2004 - 2006. Altogether over a million detector strips has made this project the most massive particle detector project in the science history of Finland. One ALICE SSD module consists of a double-sided silicon sensor, two hybrids containing 12 HAL25 front end readout chips and some passive components, such has resistors and capacitors. The components are connected together by TAB (Tape Automated Bonding) microcables. The components of the modules were tested in every assembly phase with comparable electrical tests to ensure the reliable functioning of the detectors and to plot the possible problems. The components were accepted or rejected by the limits confirmed by ALICE collaboration. This study is concentrating on the test results of framed chips, hybrids and modules. The total yield of the framed chips is 90.8%, hybrids 96.1% and modules 86.2%. The individual test results have been investigated in the light of the known error sources that appeared during the project. After solving the problems appearing during the learning-curve of the project, the material problems, such as defected chip cables and sensors, seemed to induce the most of the assembly rejections. The problems were typically seen in tests as too many individual channel failures. Instead, the bonding failures rarely caused the rejections of any component. One sensor type among three different sensor manufacturers has proven to have lower quality than the others. The sensors of this manufacturer are very noisy and their depletion voltage are usually outside of the specification given to the manufacturers. Reaching 95% assembling yield during the module production demonstrates that the assembly process has been highly successful.

On Random Planar Curves and Their Scaling Limits

Planar curves arise naturally as interfaces between two regions of the plane. An important part of statistical physics is the study of lattice models. This thesis is about the interfaces of 2D lattice models. The scaling limit is an infinite system limit which is taken by letting the lattice mesh decrease to zero. At criticality, the scaling limit of an interface is one of the SLE curves (Schramm-Loewner evolution), introduced by Oded Schramm. This family of random curves is parametrized by a real variable, which determines the universality class of the model. The first and the second paper of this thesis study properties of SLEs. They contain two different methods to study the whole SLE curve, which is, in fact, the most interesting object from the statistical physics point of view. These methods are applied to study two symmetries of SLE: reversibility and duality. The first paper uses an algebraic method and a representation of the Virasoro algebra to find common martingales to different processes, and that way, to confirm the symmetries for polynomial expected values of natural SLE data. In the second paper, a recursion is obtained for the same kind of expected values. The recursion is based on stationarity of the law of the whole SLE curve under a SLE induced flow. The third paper deals with one of the most central questions of the field and provides a framework of estimates for describing 2D scaling limits by SLE curves. In particular, it is shown that a weak estimate on the probability of an annulus crossing implies that a random curve arising from a statistical physics model will have scaling limits and those will be well-described by Loewner evolutions with random driving forces.

Structure and Dynamics of Coil-like Molecules by Residual Dipolar Couplings

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy provides us with many means to study biological macromolecules in solution. Proteins in particular are the most intriguing targets for NMR studies. Protein functions are usually ascribed to specific three-dimensional structures but more recently tails, long loops and non-structural polypeptides have also been shown to be biologically active. Examples include prions, -synuclein, amylin and the NEF HIV-protein. However, conformational preferences in coil-like molecules are difficult to study by traditional methods. Residual dipolar couplings (RDCs) have opened up new opportunities; however their analysis is not trivial. Here we show how to interpret RDCs from these weakly structured molecules. The most notable residual dipolar couplings arise from steric obstruction effects. In dilute liquid crystalline media as well as in anisotropic gels polypeptides encounter nematogens. The shape of a polypeptide conformation limits the encounter with the nematogen. The most elongated conformations may come closest whereas the most compact remain furthest away. As a result there is slightly more room in the solution for the extended than for the compact conformations. This conformation-dependent concentration effect leads to a bias in the measured data. The measured values are not arithmetic averages but essentially weighted averages over conformations. The overall effect can be calculated for random flight chains and simulated for more realistic molecular models. Earlier there was an implicit thought that weakly structured or non-structural molecules would not yield to any observable residual dipolar couplings. However, in the pioneering study by Shortle and Ackerman RDCs were clearly observed. We repeated the study for urea-denatured protein at high temperature and also observed indisputably RDCs. This was very convincing to us but we could not possibly accept the proposed reason for the non-zero RDCs, namely that there would be some residual structure left in the protein that to our understanding was fully denatured. We proceeded to gain understanding via simulations and elementary experiments. In measurements we used simple homopolymers with only two labelled residues and we simulated the data to learn more about the origin of RDCs. We realized that RDCs depend on the position of the residue as well as on the length of the polypeptide. Investigations resulted in a theoretical model for RDCs from coil-like molecules. Later we extended the studies by molecular dynamics. Somewhat surprisingly the effects are small for non-structured molecules whereas the bias may be large for a small compact protein. All in all the work gave clear and unambiguous results on how to interpret RDCs as structural and dynamic parameters of weakly structured proteins.

Development of a new flexor tendon repair technique performed with bioabsorbable poly-L/D-lactide (PLDLA) suture

Sormen koukistajajännevamman korjauksen jälkeisen aktiivisen mobilisaation on todettu johtavan parempaan toiminnalliseen lopputulokseen kuin nykyisin yleisesti käytetyn dynaamisen mobilisaation. Aktiivisen mobilisaation ongelma on jännekorjauksen pettämisriskin lisääntyminen nykyisten ommeltekniikoiden riittämättömän vahvuuden vuoksi. Jännekorjauksen lujuutta on parannettu kehittämällä monisäieommeltekniikoita, joissa jänteeseen tehdään useita rinnakkaisia ydinompeleita. Niiden kliinistä käyttöä rajoittaa kuitenkin monimutkainen ja aikaa vievä tekninen suoritus. Käden koukistajajännekorjauksessa käytetään yleisesti sulamattomia ommelmateriaaleja. Nykyiset käytössä olevat biohajoavat langat heikkenevät liian nopeasti jänteen paranemiseen nähden. Biohajoavan laktidistereokopolymeeri (PLDLA) 96/4 – langan vetolujuuden puoliintumisajan sekä kudosominaisuuksien on aiemmin todettu soveltuvan koukistajajännekorjaukseen. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää välittömän aktiivisen mobilisaation kestävä ja toteutukseltaan yksinkertainen käden koukistajajännekorjausmenetelmä biohajoavaa PLDLA 96/4 –materiaalia käyttäen. Tutkimuksessa analysoitiin viiden eri yleisesti käytetyn koukistajajänneompeleen biomekaanisia ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa ydinompeleen rakenteellisten ominaisuuksien – 1) säikeiden (lankojen) lukumäärän, 2) langan paksuuden ja 3) ompeleen konfiguraation – vaikutuksen selvittämiseksi jännekorjauksen pettämiseen ja vahvuuteen. Jännekorjausten näkyvän avautumisen todettiin alkavan perifeerisen ompeleen pettäessä voima-venymäkäyrän myötöpisteessä. Ydinompeleen lankojen lukumäärän lisääminen paransi ompeleen pitokykyä jänteessä ja suurensi korjauksen myötövoimaa. Sen sijaan paksumman (vahvemman) langan käyttäminen tai ompeleen konfiguraatio eivät vaikuttaneet myötövoimaan. Tulosten perusteella tutkittiin mahdollisuuksia lisätä ompeleen pitokykyä jänteestä yksinkertaisella monisäieompeleella, jossa ydinommel tehtiin kolmen säikeen polyesterilangalla tai nauhamaisen rakenteen omaavalla kolmen säikeen polyesterilangalla. Nauhamainen rakenne lisäsi merkitsevästi ompeleen pitokykyä jänteessä parantaen myötövoimaa sekä maksimivoimaa. Korjauksen vahvuus ylitti aktiivisen mobilisaation jännekorjaukseen kohdistaman kuormitustason. PLDLA 96/4 –langan soveltuvuutta koukistajajännekorjaukseen selvitettiin tutkimalla langan biomekaanisia ominaisuuksia ja solmujen pito-ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa verrattuna yleisimmin jännekorjauksessa käytettävään punottuun polyesterilankaan (Ticron®). PLDLA –langan todettiin soveltuvan hyvin koukistajajännekorjaukseen, sillä se on polyesterilankaa venymättömämpi ja solmujen pitävyys on parempi. Viimeisessä vaiheessa tutkittiin PLDLA 96/4 –langasta valmistetulla kolmisäikeisellä, nauhamaisella jännekorjausvälineellä tehdyn jännekorjauksen kestävyyttä staattisessa vetolujuustestauksessa sekä syklisessä kuormituksessa, joka simuloi staattista testausta paremmin mobilisaation toistuvaa kuormitusta. PLDLA-korjauksen vahvuus ylitti sekä staattisessa että syklisessä kuormituksessa aktiivisen mobilisaation edellyttämän vahvuuden. Nauhamaista litteää ommelmateriaalia ei aiemmin ole tutkittu tai käytetty käden koukistajajännekorjauksessa. Tässä tutkimuksessa ommelmateriaalin nauhamainen rakenne paransi merkitsevästi jännekorjauksen vahvuutta, minkä arvioidaan johtuvan lisääntyneestä kontaktipinnasta jänteen ja ommelmateriaalin välillä estäen ompeleen läpileikkautumista jänteessä. Tutkimuksessa biohajoavasta PLDLA –materiaalista valmistetulla rakenteeltaan nauhamaisella kolmisäikeisellä langalla tehdyn jännekorjauksen vahvuus saavutti aktiivisen mobilisaation edellyttämän tason. Lisäksi uusi menetelmä on helppokäyttöinen ja sillä vältetään perinteisten monisäieompeleiden tekniseen suoritukseen liittyvät ongelmat.

The effects of stall surfaces and milk yield on the lying behavior of dairy cow

The importance of lying behavior to dairy cows and the feasible definition of lying has attracted many studies on the subject. Cattle show both behavioral and physiological stress responses when subjected to thwarting of their lying behavior. If cows are unable to lie down they later compensate for lost lying time when possible. Environmental factors such as housing and bedding systems have been noted to affect the time spent lying, but there is usually large variation in lying time between individuals. Internal factors such as the reproductive stage, age and health of cows affect their lying time and can cause variation. However, the effect of higher milk production on behavior has not previously been illuminated. The objective of this study was to provide data applicable for the improvement of resting conditions of cows. The preference of stall surface material, differences in normal behavior per unit time and various health measures were observed. The aim was to evaluate lying behavior and cow comfort on different stall bedding materials. In addition, the effect of milk yield on behavior was examined in a tie stall experiment. The preferences for surface materials were investigated in 5 experiments using 3 surface materials with bedding manipulations. According to the results, the cows preferred abundant straw bedding and soft rubber mats. However, they showed an aversion to sand bedding. Some individuals even refused to use stalls with sand when no organic bedding material was present. However, this study was unable to determine the reason for the avoidance, as neither the sand particle size nor thermal properties appeared critical. However, previous exposure to particular surface materials increased the preference for them. The amount of straw bedding was found to be an important factor affecting the preferences for stalls, and the lying time in stalls increased when the flooring softness was improved by applying straw or by installing elastic mats. Despite sand being the least preferred flooring material in preference tests, the health of legs improved during exposure to sand-floored stalls. Moreover cows using sand were cleaner than those that used straw stalls. Thus, sand bedding entailed some health benefits despite the contradictory results of preference tests, which more strongly reflected the perceptions of individual animals. Milk yield was observed to affect behavior by reducing the lying time, possibly due to factors other than longer duration of eating. High yielding cows seemed to intensify their lying bouts, as they were observed to lie with the neck muscles relaxed sooner after lying down than lower yielding cows. In conclusion, cows were found to prefer softer stall surface materials and organic bedding material. In addition, the lying time was reduced by a high milk yield, although the lying time seemed to be important for resting. Cows might differ in the needs for their lying environment. The management of dairy cows should eliminate any unnecessary prevention of lying, as even in tie-stalls high yielding cows seem to be affected by time constraints. Adding fresh bedding material to stalls increases the comfort of any stall flooring material.

Rough Justice or Zero Tolerance? - Reassessing the Nature of Copyright in Light of Collective Licensing (Part I)

Starting point in the European individualistic copyright ideology is that an individual author creates a work and controls the use of it. However, this paper argues that it is (and has always been) impossible to control the use of works after their publication. This has also been acknowledged by the legislator, who has introduced collective licensing agreements because of this impossibility. Since it is impossible to rigorously control the use of works this writing "Rough Justice or Zero Tolerance - Reassessing the Nature of Copyright in Light of Collective Licensing" examines what reality of copyright is actually about. Finding alternative (and hopefully more "true") ways to understand copyright helps us to create alternative solutions in order to solve possible problems we have as it comes e.g. to use of content in online environment. The paper makes a claim that copyright is actually about defining negotiation points for different stakeholders and that nothing in the copyright reality prevents us from defining e.g. a new negotiation point where representatives of consumers would meet representatives of right holders in order to agree on the terms of use for certain content types in online environment.