A NOVEL POLYACRYLAMIDE-BASED HYDROGEL CROSSLINKED WITH CELLULOSE ACETATE AND PREPARED BY PRECIPITATION POLYMERIZATION

The synthesis of polyacrylamide-cellulose acetate hydrogels by precipitation polymerization in acetone solution is reported herein. These hydrogels exhibit smaller swelling ratios and larger compression moduli than homo polyacrylamide hydrogels. For cellulose acetate concentrations above 20 wt.%, hydrogels with N,N'-methylenebisacrylamide as a crosslinker exhibit swelling ratios and compression moduli similar to those of the hydrogels without the crosslinker. A possible explanation for this behavior is that cellulose acetate crosslinks polyacrylamide via free-radical reaction. The hydrogels obtained without the N,N'-methylenebisacrylamide crosslinker exhibit compression moduli up to 1.7 MPa, making them suitable for tissue engineering applications such as cartilage replacement.

Pinnoiteteollisuudessa syntyvien maalijätteiden hyötykäyttö ja uudet liiketoimintamahdollisuudet

Tämän diplomityön tavoite on kartoittaa maalien ja lakkojen valmistuksessa syntyvien sivuvirtojen hyötykäyttöä ja hyötykäyttöpotentiaalia nykyisellään. Työn tarkoitus on toimia esiselvityksenä pinnoiteteollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttöön liittyvien liiketoimintamahdollisuuksien syvemmälle analyysille. Teollisuuden sivuvirtoihin liittyvää tietoa kerätään tilastoista ja olemassa olevista raporteista sekä haastattelemalla teollisuus- ja palveluyritysten edustajia sekä alan asiantuntijoita. Sivuvirtojen teknisten hyötykäyttömahdollisuuksien ja liiketoiminnallisten mahdollisuuksien tarkastelua varten järjestetään työpajoja asiantuntijoille Apila Group Oy Ab:n asiantuntijaverkostossa. Neljässä haastatellussa tuotantolaitoksissa syntyi vuonna 2008 yhteensä 6 662 tonnia kiinteää jätettä ja lietteitä. 68 % näistä sivuvirroista hyötykäytettiin energiana tai polttoaineen valmistuksessa. Materiaalina sivuvirtoja hyötykäytettiin 16 % sivuvirroista, pääasiassa pahvia, paperia, metalleja sekä tynnyreitä ja kontteja. Myös merkittävä osa liuottimista otettiin talteen uudelleenhyödyntämistä varten. Tässä diplomityössä hyötykäyttömahdollisuuksien tarkempaa tarkastelua varten valittiin tavanomaisiksi jätteiksi luokiteltuja maalisivuvirtoja, joita haastatelluissa tuotantolaitoksissa syntyi noin 1 500 tonnia. Maalisivuvirtojen tärkeimmät materiaaliominaisuudet liittyvät niiden sisältämiin täyte- ja sideaineisiin, jotka muodostavat merkittävän osan maalien koostumuksesta. Selvityksen mukaan nämä ominaisuudet voidaan ottaa hyötykäyttöön erilaisissa yhdistelmämateriaaleissa, esimerkiksi ekstruusiopuristetuissa tai ahtopuristetuissa muovikuitukomposiiteissa. Komposiittien raaka-aineena käytetään jo erilaisia sivuvirtoja ja lisäksi erilaisten komposiittien markkinoiden ennustetaan kasvavan. Tämä voi tarjota mahdollisuuksia uusille palvelu-, t&k- tai tuotteistusliiketoiminnoille. Kuivilla maalijätteillä on myös hyvä lämpöarvo, jolloin energiahyötykäytön ja palamisjäännöksen materiaalihyötykäytön yhdistäminen mm. keramiikka- tai sementtiteollisuudessa voi tarjota mahdollisuuksia uusille liiketoiminnoille.

Computational visual quality of digitally printed images

The problem of understanding how humans perceive the quality of a reproduced image is of interest to researchers of many fields related to vision science and engineering: optics and material physics, image processing (compression and transfer), printing and media technology, and psychology. A measure for visual quality cannot be defined without ambiguity because it is ultimately the subjective opinion of an “end-user” observing the product. The purpose of this thesis is to devise computational methods to estimate the overall visual quality of prints, i.e. a numerical value that combines all the relevant attributes of the perceived image quality. The problem is limited to consider the perceived quality of printed photographs from the viewpoint of a consumer, and moreover, the study focuses only on digital printing methods, such as inkjet and electrophotography. The main contributions of this thesis are two novel methods to estimate the overall visual quality of prints. In the first method, the quality is computed as a visible difference between the reproduced image and the original digital (reference) image, which is assumed to have an ideal quality. The second method utilises instrumental print quality measures, such as colour densities, measured from printed technical test fields, and connects the instrumental measures to the overall quality via subjective attributes, i.e. attributes that directly contribute to the perceived quality, using a Bayesian network. Both approaches were evaluated and verified with real data, and shown to predict well the subjective evaluation results.

Magnetic Resonance Experiments with Atomic Hydrogen

In this thesis three experiments with atomic hydrogen (H) at low temperatures T<1 K are presented. Experiments were carried out with two- (2D) and three-dimensional (3D) H gas, and with H atoms trapped in solid H2 matrix. The main focus of this work is on interatomic interactions, which have certain specific features in these three systems considered. A common feature is the very high density of atomic hydrogen, the systems are close to quantum degeneracy. Short range interactions in collisions between atoms are important in gaseous H. The system of H in H₂ differ dramatically because atoms remain fixed in the H₂ lattice and properties are governed by long-range interactions with the solid matrix and with H atoms. The main tools in our studies were the methods of magnetic resonance, with electron spin resonance (ESR) at 128 GHz being used as the principal detection method. For the first time in experiments with H in high magnetic fields and at low temperatures we combined ESR and NMR to perform electron-nuclear double resonance (ENDOR) as well as coherent two-photon spectroscopy. This allowed to distinguish between different types of interactions in the magnetic resonance spectra. Experiments with 2D H gas utilized the thermal compression method in homogeneous magnetic field, developed in our laboratory. In this work methods were developed for direct studies of 3D H at high density, and for creating high density samples of H in H₂. We measured magnetic resonance line shifts due to collisions in the 2D and 3D H gases. First we observed that the cold collision shift in 2D H gas composed of atoms in a single hyperfine state is much smaller than predicted by the mean-field theory. This motivated us to carry out similar experiments with 3D H. In 3D H the cold collision shift was found to be an order of magnitude smaller for atoms in a single hyperfine state than that for a mixture of atoms in two different hyperfine states. The collisional shifts were found to be in fair agreement with the theory, which takes into account symmetrization of the wave functions of the colliding atoms. The origin of the small shift in the 2D H composed of single hyperfine state atoms is not yet understood. The measurement of the shift in 3D H provides experimental determination for the difference of the scattering lengths of ground state atoms. The experiment with H atoms captured in H2 matrix at temperatures below 1 K originated from our work with H gas. We found out that samples of H in H2 were formed during recombination of gas phase H, enabling sample preparation at temperatures below 0.5 K. Alternatively, we created the samples by electron impact dissociation of H₂ molecules in situ in the solid. By the latter method we reached highest densities of H atoms reported so far, 3.5(5)x10¹⁹ cm^-3. The H atoms were found to be stable for weeks at temperatures below 0.5 K. The observation of dipolar interaction effects provides a verification for the density measurement. Our results point to two different sites for H atoms in H2 lattice. The steady-state nuclear polarizations of the atoms were found to be non-thermal. The possibility for further increase of the impurity H density is considered. At higher densities and lower temperatures it might be possible to observe phenomena related to quantum degeneracy in solid.

Toimittajavarastointi teollisuusyrityksen kilpailuetuna sekä sen aiheuttamien kustannusten tarkastelu

Työn tavoitteena on tutkia toimittajavarastointia sekä siitä aiheutuvia kus-tannuksia. Työssä perehdytään tarkemmin toimitusketjun eri osapuolien väliseen yhteistyömalliin sekä tarkastellaan varastoinnin aiheuttamia kus-tannuksia yleisellä tasolla, sekä toimittajavarastointimallin mukanaan tuo-mien erillisten kustannuserien käsittelyä. Lisäksi tutkitaan, miten toimitta-javarastointimalli tuo lisähyötyä toimittajan toimintaan kilpailijoihin nähden. Tutkimus sisältää teoriaosuuden ja empiirisen osuuden, joissa esitellään aiheeseen liittyviä lainalaisuuksia ja erään teollisuusyrityksen toimittajavarastointia kahden esimerkkiasiakkaan kesken, sekä näiden asiakkaiden toimittajavarastoinnista esimerkkiyritykselle aiheutuvia kustannuksia. Teoriaosuudessa selvitetään toimittajavarastointiin liittyviä teoreettisia lähtökohtia ja sen vaikutuksia yritysten toimintaan. Kyseessä on kvalitatiivinen tapaustutkimus, jossa empiirinen aineisto ke-rättiin havainnoinnin, haastattelujen ja valmiiden dokumenttien perusteella sekä esimerkkiyrityksen tietokannoista. Teoriaosuuden lähteenä käytettiin aikaisempaa alan kirjallisuutta sekä artikkeleita. Tuloksena esitetään kustannusten laskentamalli, jonka avulla voidaan selvittää toimittajavarastoinnista aiheutuvat kustannukset ja niiden ositusperusteet.

Fractures in older people - incidence, predictors and consequences

In older populations, fractures are common and the consequences of fractures may be serious both for an individual and for society. However, information is scarce about the incidence, predictors and consequences of fractures in population-based unselected cohorts including both men and women and a long follow-up. The objective of this study was to analyse the incidence and predictors of fractures as well as functional decline and excess mortality due to fractures, among 482 men and 695 women aged 65 or older in the municipality of Lieto, Finland from 1991 until 2002. In analyses, Poisson’s, Cox proportional Hazards and Cumulative Logistic regression models were used for the control of several confounding variables. During the 12-year follow-up with a total of 10 040 person-years (PY), 307 (26%) persons sustained altogether 425 fractures of which 77% were sustained by women. The total incidence of fractures was 53.4 per 1000 PY (95% confidence intervals [95% CI]: 47.9 - 59.5) in women and 24.9 per 1000 PY (95% CI: 20.4 - 30.4) in men. The incidence rates of fractures at any sites and hip fractures were associated with increasing age. No significant changes in the ageadjusted incidence rates of fractures were found in either gender during the 12-year follow-up. The predictors of fractures varied by gender. In multivariate analyses, reduced handgrip strength and body mass index (BMI) lower than 30 in women and a large number of depressive symptoms in men were independent predictors of fractures. A compression fracture in one or more thoracic or upper lumbar vertebras on chest radiography at baseline was associated with subsequent fractures in both genders. Lower body fractures independently predicted both short- (0-2 years) and long-term (up to 8 years) functional decline in mobility and activities of daily living (ADL) performance during the 8-year follow-up. Upper body fractures predicted decline in ADL performance during longterm follow-up. In the 12-year follow-up, hip fractures in men (Hazard Ratio [HR] 8.1, 95% CI: 4.4-14.9) and in women (HR 3.0, 95% CI: 1.9-4.9), and fractures at the proximal humerus in men (HR 5.4, 95% CI: 1.6-17.7) were independently associated with excess mortality. In addition, leisure time inactivity in physical exercise predicted independently both functional decline and excess mortality. Fractures are common among older people posing serious individual consequences. Further studies about the effectiveness of preventing falls and fractures as well as improving care and rehabilitation after fractures are needed.

Osavalmistuksen tuotannonohjauksen kehittäminen liikkuvia työkoneita valmistavassa yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää erään liikkuvia työkoneita valmistavan yrityksen osavalmistuksen tuotannonohjausta. Ohjauksen kehittämisessä otettiin huomioon myös tehtaan liityntäpinnat, eli koko tilaus- toimitusketju. Tuotannonohjauksesta oli tavoitteena kehittää visuaalinen ja mahdollisimman itseohjautuva. Työssä on selvitetty osavalmistuksen nykytilanne ja ohjauksen ongelmakohdat. Kappaleiden valmistamiseen käytettävät vaiheajat tarkastettiin ja tutkittiin tehtaalla valmistettavien merkittävien osien kohdalta. Osasta tuotteista selvitettiin myös tuotteiden valmistuksen läpäisyajat konkreettisten seurantalomakkeiden avulla. Yritykselle soveltuvin ohjausmallin runko etsittiin työn tavoitteen ja toimintaympäristön kautta. Lopulta parhaaksi valitun ohjausmallin toimivuus varmistettiin tietokoneavusteisen simuloinnin avulla. Toiminnan tehostamiseksi työssä on annettu idea myös kuinka tehtaan layoutia olisi hyvä muuttaa. Ohjausmallin käytännön toteutuksesta on työssä annettu esimerkki. Esimerkissä on huomioitu millaista visuaalista ratkaisua olisi parasta käyttää ohjauksen itseohjautuvuuden lisäämiseksi. Työssä annettu myös ideoita kuinka osien varastointia ja kotiinkutsujen tekemistä olisi hyvä parantaa sekä miten saldotietoja saisi mahdollisesti helpommin ylläpidettäväksi.