Optimization of a steel plant utilizing converted biomass

Inom nära framtid kan det vara ekonomiskt lönsamt att investera i träbaserad biomassa-användning inom stålproduktion. En förutsättning är att biomassans bränsle-egenskaper förbättras genom en sorts förkolning, närmare sagt långsam pyrolysering. Som biomassakälla duger skogsrester och dylikt. Nyttan med att använda biomassa är att man reducerar fossila CO2-utsläpp och på så vis minskar på den globala uppvärmningen; detta kräver dock att återplantering görs för att fånga de frigjorda CO2-utsläppen som härstammar från biomassans skörd, transport, processering och förbränning. En investering i en pyrolyseringsanläggning integrerad i ett stålverk kan vara lönsam ifall utsläppskatten är över 20 € per ton CO2 då biomassakostnaden är 40 € per ton torr substans. Detta är dock inte fallet i dagens läge och i Finland är dessa avgifter beroende av politiska beslut på Europeisk nivå. Det kunde dock vara av politiskt intresse att stödja biomassa-användningen inom stålindustrin eftersom detta skulle skapa nya arbetsplatser såväl inom själva stålindustrin som inom skogsindustrin och möjligen även inom kemi-industrin, beroende på hur de resulterande pyrolysprodukterna (träkol, gas och bio-oljor) utnyttjas. Med tanke på att närmare en femtedel av alla CO2-utsläpp härstammande från industrin kommer från stålindustrin så är det uppenbart att mera miljövänligare alternativ kommer att krävas i framtiden. Lähitulevaisuudessa voi olla taloudellisesti kannattavaa käyttää puuperäistä biomassaa teräksen valmistuksessa. Tämä vaatii kuitenkin sen, että biomassa läpikäy eräänlaisen hiillostuksen, eli pyrolyysin, ja tässä tapauksessa, hitaan pyrolyysin. Biomassalähteeksi kelpaavat esimerkiksi hakkuujätteet ja muu puujäte. Hyöty biomassankäytöstä syntyy siitä, kun se osittain korvaa perinteisesti käytettyjä fossiilisia polttoaineita, jolloin fossiiliset hiilidioksidipäästöt vähenevät ja tällöin myös vaikutus ilmaston lämpenemiseen vähenee. Edellytyksenä on tietysti se, että uusia puita ja kasveja istutetaan, jotta biomassan keräyksestä, kuljetuksesta, käsittelystä sekä poltosta vapautunut hiilidioksidi saadaan jälleen talteen. Arvion mukaan pyrolyysiyksikön integroiminen terästehtaaseen tulee taloudellisesti kannattavaksi, kun hiilidioksidivero nousee yli 20 € per tonni, kun biomassan hinnaksi on arvioitu 40 € per tonni kuiva-ainesta. Kyseinen hintataso ei ole tällä hetkellä voimassa ja Suomen tilanne tässä asiassa on vahvasti kytköksissä Euroopan tasolla tehtäviin päätöksiin. Aihe voisi kuitenkin olla poliittisella tasolla kiinnostava ja taloudellisen tuen arvoista, koska biomassan käyttö loisi lisää työpaikkoja niin terästeollisuudessa kuin puuteollisuudessakin ja mahdollisesti myös kemianteollisuudessa, riippuen siitä miten erinäisiä pyrolyysituotteita (puuhiili, kaasu ja bio-öljy) hyödynnettäisiin. Ottaen huomioon, että terästeollisuus maailmanlaajuisesti vastaa noin viidesosasta kaikista teollisuudesta peräisin olevista hiilidioksidipäästöistä on päivänselvää, että ympäristöystävällisemmille vaihtoehdoille on tarvetta tulevaisuudessa.

Vägen till musiklandet: Musikundervisning för nybörjarelever med Inger Söderman

Syftet med den här avhandlingen är att synliggöra hur man som klasslärare ska introducera ämnet musik för nybörjarelever och hur man kan bygga upp undervisningen under förskolan och det första skolåret. Avhandlingen grundar sig på en förförståelse för hur musikundervisningen byggs upp och jag vill förstå och lära mig hur Inger Söderman har undervisat och hur hon tänker kring musikundervisning för nybörjarelever. Som forskningsansats används hermeneutik och forskningen är kvalitativ. Respondent för avhandlingen är musiklärare Inger Söderman. Undersökningens datainsamlingsmetod är tre semistrukturerade intervjuer som spelades in. Materialet analyserades med narrativ analys och formades till en livsberättelse. Livsberättelsen analyserades sedan med hjälp av meningskategorisering för att få fram ett resultat. Genom analysen framkom tre huvudområden: musikundervisningen i åk 1, musikläraren och musikalitet. Resultatet delas in i de tre huvudområdena: musikundervisningen i åk 1, musikläraren och musikalitet. Det första området behandlar didaktiska medel och redskap för undervisningen, det andra musiklärarens egenskaper och förhållningssätt och det tredje musikalitet som fenomen och hur det kan övas i skolan. Resultatet visar sammanfattningsvis att musiklärare noggrant ska planera undervisningen samtidigt som man inte får tappa bort glädjen i musiken. Eleverna är det centrala, men de behöver en pedagogisk handledare som leder dem rätt. Didaktiska redskap i undervisningen kan vara metodsånger som övar elevernas gehör eller rörelsesånger som övar motorik och rytm. Musikläraren gör en resa i musiklandet tillsammans med eleverna där rytm, sång och rörelse är viktiga komponenter. Olika former av musikalitet finns hos alla elever, och differentiering är därför essentiellt.

Undersökning av dopning i organiska dioder och solceller

Organiska solceller har gjort stora framsteg med avseende på effektivitet och stabilitet under det senaste årtiondet. Oavsiktlig dopning är ett ofta förekommande fenomen i organiska halvledare. Orenheter och defekter i halvledarmaterialet kan ge upphov till dopning. Dessutom kan organiska halvledare dopas över tid då de kommer i kontakt med syre eller fukt. I takt med att andra egenskaper optimeras och effektiviteten stiger blir dopningen en allt viktigare förlustprocess att ta i beaktande i organiska solceller. Målet med detta arbete har varit att bättre förstå dopningens inverkan på organiska dioder och solceller. Tanken var att med hjälp av två olika dopningsmolekyler åstadkomma avsiktlig dopning och på så sätt kontrollerat undersöka och skapa en bättre förståelse av hur dopningen påverkar egenskaperna hos organiska halvledare i dioder och solceller. För att undersöka dopningen har en mätmetod som baserar sig på laddningsextraktion med hjälp av en linjärt ökande spänning, kallad CELIV, använts. Teorin för mätmetoden har utvecklats för att analysera godtyckliga dopningsprofiler och för att ta i beaktande dopningsprofilen vid bestämning av mobiliteten. Metoden har, genom de experiment som utförts, bekräftats fungera väl för undersökning av dopning i organiska tunnfilmsdioder. De två dopningsmolekyler som använts har testats framgångsrikt för dopning av polymererna P3HT och PBTTT. Under arbetets gång kunde en viktig orsak till oavsiktlig dopning identifieras. Som selektivt håltransportlager vid anoden är molybdentrioxid ett av de mest använda materialen. I detta arbete visas att molekyler från ett tunt lager av molybdentrioxid diffunderar in i halvledarlagret och orsakar dopning. Dopningen i P3HT:PCBM till följd av ett molybdentrioxidlager är så hög att även tunna solceller, kring 100 nm, kommer att påverkas negativt på grund av ökad rekombination. Dopningen till följd av diffusion av molybdentrioxid är ett resultat som visar på ett behov att hitta nya alternativa material för håltransport. Ett alternativ kunde vara att använda kraftigt dopade organiska halvledare. För detta ändamål kan den avsiktliga dopning som här testats vara relevant. De experimentella resultat som ingår i denna avhandling bekräftar att CELIV-metoden lämpar sig väl för att mäta dopningskoncentration och dopningsprofiler i organiska dioder samtidigt som man kan erhålla information om laddningstransporten i halvledarlagret.

Physicochemical characteristics of silica nanoparticles tailored for nanomedicine

Multifunktionella kiseldioxidnanopartiklar har en bred tillämpning inom nanomedicin. En attraktiv kombination är samtidig läkemedelstillförsel och spårning av nanopartiklarna, vilket är känt som ”teranostik”. Genom kontrollerad design av kiseldioxidnanopartiklarna kan terapi och diagnostik på detta sätt kombineras i samma partikel. För en lyckad användning av nanopartiklar inom nanomedicin måste deras fysikalisk-kemiska egenskaper vara välkontrollerade för att kunna förutspå deras beteende i biologiska system. I denna studie tillverkades kiseldioxidnanopartiklar med varierande storlek, form, yta och sammansättning med fokus på att utrusta nanopartiklarna med multifunktionalitet och på så sätt främja deras användning inom biomedicinska tillämpningar. Kiseldioxidnanopartiklar med sfäriska och stav-liknande former, porösa, icke-porösa och ihåliga strukturer tillverkades. De erhållna resultaten visade att nanopartiklarnas form har större inverkan på upptaget i celler jämfört med effekten av deras ytladdning. Nanopartiklarnas dispersionsstabilitet är en annan viktig aspekt för både diagnostiska och terapeutiska tillämpningar. Genom att ändra kiseldioxidnanopartiklarnas fysikalisk-kemiska ytegenskaper med ytfunktionalisering, bedömdes dispersionstabiliteten av nanopartiklarna. Nanopartiklarnas ytsammansättning justerades och skillnader i dispergerbarhet och dispersionsstabilitet undersöktes i biologiskt medium. Inom terapeutiska tillämpningar är målsökande läkemedelsfyllda nanopartiklar en lovande taktik som medför lägre läkemedelsdoser och minskar sidoeffekterna. I denna avhandling designades mesoporösa kiseldioxidnanopartiklar för användning som målsökande läkemedelsbärare. Dessa partiklar laddades med ett potentiellt anti-cancer läkemedel. En klart högre apoptotisk effekt kunde påvisas med de läkemedelsfyllda partiklarna jämfört med fri drog in vitro. En viktig egenskap för sådana multifunktionella nanopartiklar är också att kunna spåra dem under läkemedelsfrisättningen i biologisk miljö med olika bildåtergivningsmetoder. Detta kan uppnås genom att infoga en markör i kiseldioxidnätverket. Kiseldioxidnanopartiklarnas bildåtergivningsförmåga modifierades på olika sätt och inverkan på detekterbarheten analyserades med fluorescerande metoder och med magnetisk resonanstomografi. Denna avhandling lyfter fram de kritiska parametrarna vid syntes av kiseldioxidnanopartiklar för teranostiska tillämpningar. Olika metoder undersöktes för att erhålla skräddarsydda nanopartiklar. Detta arbete bidrar med en djup insikt i hur nanopartiklarnas fysikalisk-kemiska egenskaper påverkar deras beteende i biologisk miljö, och arbetet kan därför fungera som riktlinje för att designa säkra och effektiva nanomediciner.

Att slänga sökord : studerandes informationssökningsbeteende med fokus på ämnesord

Syftet med avhandlingen var att undersöka hurdan roll ämnesord har i studerandes naturliga informationssökningsbeteende och om studerandena förstår vad ämnesord och indexering är och har som funktion. Studerandes informationsbeteende undersöktes allmänt för att kunna se vilka egenskaper i informationssökningsbeteendet bidrar till hur ämnesord används. Ämnesord i informationssökning har tidigare undersökts enbart lite. Studerandes informationsbeteende har också blivit allt ytligare och otåligare, medan användning av ämnesord kräver djupare kunskaper. Undersökningen genomfördes kvalitativt. Sex logopedistuderande som skrev på sin pro gradu-avhandling intervjuades. Under intervjuerna visade studerandena informationssökningsuppdrag som baserade sig på deras egna informationsbehov. Det visade sig att studerande använder relativt lite ämnesordssökningar. Om de söker på ämnesord använder de ingen kontrollerad vokabulär, och de väljer sökfunktionen intuitivt när det inte finns andra lämpliga alternativ. De använder ämnesord ändå inte konsekvent. Studerande tycks delvis förstå vad ämnesord är men inte tillräckligt bra för att kunna skickligt använda dem i informationssökning. De har inte kunskap att ifrågasätta eller evaluera indexering. Studerande litar mycket på intuition när de fattar beslut under informationssökning. De evaluerar inte konsekvent sina resultat eller informationssökningar. De söker på så enkla sätt som behövs för att hitta tillräckligt med relevant information. Dessa egenskaper kan förklara varför ämnesord och ämnesordssökningar, som studerande kan uppleva som för krångliga eller främmande, används relativt lite. Studerandes informationssökningsbeteende påverkas av undervisning i informationssökning, användargränssnitt och ämne. Genom att utveckla undervisning och samarbete med ämnet samt användargränssnittsdesign kan deras informationskompetens förbättras. En del av informationskompetensen är att vara medveten om hur information organiseras och vad man själv gör under informationssökning. Undervisning i tekniska kunskaper räcker därför inte, utan informationssökning som en process och tillämpning av kunskaper bör understrykas. Databaser kunde ha inbyggda kontrollerade vokabulärer som föreslår termer, men bättre databaser gör studerande inte automatiskt mer informationskompetenta. Det märktes speciellt att terminologin som används i databaser och i indexering kan vara svår för studerande. Om de inte förstår begrepp kan de också ha problem med att använda olika sökfunktioner. Därför är det viktigt att ta i beaktande vad studerandena är medvetna om och hur denna medvetenhet kan ökas.