Molecular Interactions Chlorin Assemblies and NMR Separations

Photosynthesis is a chemical process in which the energy of the light quanta is transformed into chemical energy. Chlorophyll (Chl) molecules play a key role in photosynthesis; they function in the antennae systems and in the photosynthetic reaction center where the primary charge separation (CS) takes place. Bio-inspired mimicry of the CS is an essential unit in dye-sensitized solar cells. Aim of this study was to design and develop electron donor-acceptor (EDA) pairs from Chls and fullerenes (C60) or carbon nanotubes (CNT). The supramolecular approach was chosen, as long synthetic sequences required by the covalent approach lead to long reaction schemes and low yields. Here, a π-interaction between soluble CNTs and Chl was used in EDA construction. Also, a beta-face selective two-point bound Chl-C60 EDA was introduced. In addition, the photophysical properties of the supramolecular EDA dyads were analyzed. In organic chemistry, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is the most vital analytical technique in use. Multi-dimensional NMR experiments have enabled a structural analysis of complex natural products and proteins. However, in mixture analysis NMR is still facing difficulties. In many cases overlapping signals can t be resolved even with the help of multi-dimensional experiments. In this work, an NMR tool based on simple host-guest chemistry between analytes and macromolecules was developed. Diffusion ordered NMR spectroscopy (DOSY) measures the mobilities of compounds in an NMR sample. In a liquid state NMR sample, each of the analytes has a characteristic diffusion coefficient, which is proportional to the size of the analyte. With normal DOSY experiment, provided that the diffusion coefficients of the analytes differ enough, individual spectra of analytes can be extracted. When similar sized analytes differ chemically, an additive can be introduced into the sample. Since macromolecules in a liquid state NMR sample can be considered practically stationary, even faint supramolecular interaction can change the diffusion coefficient of the analyte sufficiently for a successful resolution in DOSY. In this thesis, polyvinylpyrrolidone and polyethyleneglycol enhanced DOSY NMR techniques, which enable mixture analysis of similar in size but chemically differing natural products, are introduced.

Jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset Punavuoressa – Tarkastelussa seka-, bio-, kartonki- ja paperijäte

Tämän pro gradu -tutkielman tarkoituksena on määrittää jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset valitulla tutkimusalueella Helsingin Punavuoressa. Jätteenkeräyksen ja -siirron kustannukset vastaavat suuruudeltaan merkittävää osaa jätehuollon kokonaiskustannuksista, minkä vuoksi kustannusten tutkimiselle ja tarkastelulle löytyy kysyntää. Lisäksi keräyksen ja siirron kustannukset saattavat vaihdella suuresti johtuen erilaisista kaupunkirakenteista,keräysmenetelmistä ja teknologioista, joten tapaustarkastelun avulla pystytään selvittämään yksityiskohtaisesti alueen jätteenkeräyksen ja -siirron kustannukset. Tutkimusalue Helsingin Punavuoressa on yksi Suomen tiheimmin asutuista alueista, missä jätteidenkeräystä hankaloittaa kapeat kadut, useat sisäpihoille sijoitetut jätehuoneet ja vilkas liikenne. Erityispiirteidensä vuoksi jätteenkeräys- ja siirto aiheuttaa tutkimusalueella yksityisten kustannusten lisäksi myös useita ulkoisvaikutuksia muun muassa ilmansaasteiden ja viihtyvyyshaittojen muodossa. Tässä työssä lasketaan jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset neljän eri jätelajin osalta huomioimalla sekä yksityiset kustannustekijät että ulkoiskustannuksina syntyvien päästöjen kustannukset. Työn aineistona on käytetty erilaisia kustannuslaskelmien kirjallisuuslähteitä, asiantuntija-arvioita ja tutkimusalueella tehtyjä kellotusmittauksia. Alueen kellotusmittauksiin perustuvalla aikaperusteisella laskentatavalla jätteenkeräyksen ja -siirron jätetonnikohtaisiksi keskimääräisiksi kustannuksiksi saatiin 73 €/t. Kustannuksissa havaittiin kuitenkin suuria jätelajikohtaisia eroja, jolloin keräyksen ja siirron kustannukset heittelivät 49–125 €/t välillä. Suuret jätelajikohtaiset kustannuserot ovat selitettävissä pitkälti jätteiden koostumuksella, koska kevyiden ja paljon tilaa vievien jätelajien jätetonnikohtaiset kustannukset olivat suurimpia. Teoriataustan ja lähdeaineiston perusteella saadut tulokset myös osoittavat, että jätteenkeräyksen ja siirron kustannuksista huomioitujen ulkoiskustannusten osuus on häviävän pieni verrattuna yksityisten kustannusten tasoon.