Graphene from Graphite by Chemical and Physical Techniques.

Graphene is a material with extraordinary properties. Its mechanical and electrical properties are unparalleled but the difficulties in its production are hindering its breakthrough in on applications. Graphene is a two-dimensional material made entirely of carbon atoms and it is only a single atom thick. In this work, properties of graphene and graphene based materials are described, together with their common preparation techniques and related challenges. This Thesis concentrates on the topdown techniques, in which natural graphite is used as a precursor for the graphene production. Graphite consists of graphene sheets, which are stacked together tightly. In the top-down techniques various physical or chemical routes are used to overcome the forces keeping the graphene sheets together, and many of them are described in the Thesis. The most common chemical method is the oxidisation of graphite with strong oxidants, which creates a water-soluble graphene oxide. The properties of graphene oxide differ significantly from pristine graphene and, therefore, graphene oxide is often reduced to form materials collectively known as reduced graphene oxide. In the experimental part, the main focus is on the chemical and electrochemical reduction of graphene oxide. A novel chemical route using vanadium is introduced and compared to other common chemical graphene oxide reduction methods. A strong emphasis is placed on electrochemical reduction of graphene oxide in various solvents. Raman and infrared spectroscopy are both used in in situ spectroelectrochemistry to closely monitor the spectral changes during the reduction process. These in situ techniques allow the precise control over the reduction process and even small changes in the material can be detected. Graphene and few layer graphene were also prepared using a physical force to separate these materials from graphite. Special adsorbate molecules in aqueous solutions, together with sonic treatment, produce stable dispersions of graphene and few layer graphene sheets in water. This mechanical exfoliation method damages the graphene sheets considerable less than the chemical methods, although it suffers from a lower yield.Grafeeni on materiaali, jonka mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet ovat vertaansa vailla. Toisaalta grafeenin valmistaminen on erittäin haasteellista, eikä grafeenia tai grafeenipohjaisia tuotteita ole yleisesti markkinoilla. Grafeeni koostuu puhtaasti hiiliatomeista, jotka muodostavat tasomaisen, yhden atomin paksuisen kuusirengas-verkon. Tämä väitöskirja pyrkii esittelemään grafeenin ja grafeeninkaltaisten materiaalien perusominaisuudet sekä niiden valmistusmenetelmiä. Lähtökohtana väitöskirjassa on ylhäältä-alas –menetelmät, joissa grafiitista pyritään irrottamaan yksittäisiä grafeenilevyjä erilaisilla tekniikoilla. Grafiitti on luonnollinen grafeenilähde, sillä grafiitti koostuu puhtaasti päällekkäin pinoutuneista grafeeneista. Ylhäältä-alas –menetelmissä grafeenilevyjen välistä sitoutumista pyritään heikentämään kemiallisin tai fysikaalisin menetelmin ja lopulta saamaan yksittäiset grafeenilevyt irti toisistaan. Väitöskirjassa tutustutaan muutamiin erilaisiin menetelmiin, joista suosituin on grafiitin hapettaminen grafeenioksidiksi. Voimakkaat hapettimet saavat rikottua grafeenin aromaattisen rakenteen liittäen erilaisia happiryhmiä grafeeniin. Näiden ryhmien ansiosta grafeenioksidi on vesiliukoinen, mutta myös sen muut ominaisuudet poikkeavat merkittävästi grafeenin ominaisuuksista. Tämän takia grafeenioksidi pyritään usein pelkistämään takaisin grafeeniksi, tai pikemminkin pelkistetyksi grafeenioksidiksi. Kokeellisessa osiossa nimenomaan grafeenioksidin pelkistäminen kemiallisesti ja sähkökemiallisesti ovat pääosassa. Työssä havaittiin muun muassa että vanadiinia voidaan hyödyntää grafeenioksidin pelkistämisessä ja sitä verrattiin muihin tunnettuihin pelkistimiin. Kemiallisten pelkistimien lisäksi työssä panostettiin sähkökemialliseen grafeenioksidin pelkistykseen. Sähkökemiallisesti grafeenioksidi voidaan pelkistää kontrolloidusti ja pelkistys voidaan suorittaa niin vesiliuoksissa kuin orgaanisissa liuottimissa. In situ spektrosähkökemialliset mittaukset mahdollistivat erittäin tarkkojen spektroskooppisten muutosten seurantaan graeenioksidia pelkistettäessä. Työssä hyödynnettiin sekä Raman- että infrapunaspektroskopiaa yhdistettynä sähkökemiallisiin mittauksiin. Lisäksi grafeenia ja muutaman kerroksen paksuisia grafeenilevyjä erotettiin grafiitista käyttäen vain mekaanisia menetelmiä. Mekaanisten menetelmien etuna kemiallisiin menetelmiin nähden on niiden pienempi aiheuttamien rakenteellisten muutosten merkittävästi alempi määrä. Työssä grafeenia irrotettiin grafiitista käyttäen apuna voimakasta ultraääntä ja pieniä pintamolekyylejä, jotka mahdollistavat grafiitista irronneiden grafeenilevyjen vesiliukoisuuden.Siirretty Doriast

Jätelainsäädännön perustuslakikysymyksiä

Raportissa tarkastellaan keskeisimpiä jätelainsäädännön uudistamiseen liittyviä perustuslakikysmyksiä. Päähuomio on perusoikeuksissa, jätesääntelyn oikeassa hierakkisessa tasossa  (PL 80 §) ja ns. virkamieshallinnon periaatteen (PL 124 §) toteutumisessa

MSLT-TUTKIMUKSEN AIKAINEN REM-UNEN LIIKEHDINTÄ LASTEN JA NUORTEN NARKOLEPSIASSA

Johdanto: Narkolepsia on yleensä nuorella iällä alkava unisairaus, jonka diagnoosi perustuu yön kattavaan polysomnografiaan ja seuraavana päivänä tehtävään MSLT- tutkimukseen. RBD on REM unen aikainen liikehäiriö, johon liittyy REM-unen aikaisen lihaslaman katoaminen. RBD:n esiintyvyys saattaa olla narkoleptikoilla huomattavan yleinen, jopa 36 %. Tässä tutkimuksessa tutkittiin RBD:n esiintymistä narkolepsiassa ja pyrittiin löytämään keinoja sen tunnistamiseen. Aineisto ja menetelmät: Tämän tutkimuksen aineisto koostuu 33:n Tampereen yliopistollisessa sairaalassa diagnosoidun narkolepsiapotilaan unirekisteröintimateriaalista (PSG ja MSLT). Unirekisteröinti on käsitelty Somnologica Studio-ohjelmalla ja saadut tulokset SPSS 16 -tilastonkäsittelyohjelmalla. Aineisto jaettiin kahteen ryhmään havaittujen lihastonuskasvujen mukaan ja näitä ryhmiä verrattiin keskenään tärkeiden unisuureiden suhteen. Tulokset: Ryhmässä, jossa REM-unen aikaisia EMG nousuja oli enemmän, havaittiin lyhyempi univiive, REM-unta esiintyi useammassa MSLT- otoksessa ja videoinnin tarkastelussa havaittiin enemmän ja monimutkaisempia liikkeitä. Tilastollisesti merkitsevä ero havaittiin myös painoindeksissä. Pohdinta: Narkolepsian diagnosointiin kuuluu olennaisena osana MSLT- tutkimus. Koska RBD saattaa olla narkoleptikoilla huomattavan yleinen ja elämänlaatua huomattavasti haittaava, kannattaa sitä aktiivisesti etsiä. Tässä tutkimuksessa havaittiin poikkeuksellisen lyhyt univiive MSLT tutkimuksessa niillä narkolepsiapotilailla, joilla havaittiin leuka-EMG:ssä lihastonuksen kasvua. Lyhentynyt univiive saattaa tarjota uuden keinon RBD:n tunnistamiseen narkolepsiapotilailla Asiasanat:unihäiriö, katapleksia, unihalvaus, univiive, hypokretiini, uniliik

Jätealan ympäristöluvat ja taloudellinen vakuus

Ympäristönsuojelulain 42 § 3 momentin mukainen vakuuskäytäntö jätteen hyödyntämistä tai käsittelyä koskevan ympäristöluvan myöntämisen yhteydessä on ollut vaihtelevaa. Tämän oppaan tarkoituksena on yhtenäistää mainitun lainkohdan soveltamista ja tulkintaa, ja edistää näin osaltaan toiminnanharjoittajien tasapuolista kohtelua. Vakuus on aina asetettava kaatopaikkatoiminnan ja ongelmajätteen käsittelyn tai hyödyntämisen yhteydessä. Muissa tapauksissa lupaviranomaisella on harkintavalta vakuuden asettamisen suhteen. Vakuuden asettamisvelvollisuus ei ole riippuvainen toiminnanharjoittajan oikeudellisesta statuksesta. Lähtökohtana on aina vakuuden asettaminen. Poikkeuksen myöntämisen perusteena voi olla toiminnanharjoittajan vakavaraisuus tai toiminnan pienimuotoisuus. Hyväksyttäviä vakuuksia ovat pankkitalletus, omavelkaiset takaukset, takausvakuutus sekä muut järjestelyt, jotka ovat pysyvyydeltään ja realisoitavuudeltaan verrattavissa edellä mainittuihin. Sen sijaan lakisääteinen ympäristövakuutus, vastuuvakuutus, toiminnanharjoittajan kirjanpitoon tekemä varaus tai rahastojärjestely eivät kelpaa vakuudeksi. Vakuudella tulee voida kattaa ympäristöluvan myöntämishetkellä ennakoitavissa olevat toiminnan lopettamisesta aiheutuvat tavanomaiset jätehuoltotoimet (ns. ennakoitavat kustannukset). Ennakoimattomat kustannukset, kuten onnettomuuksista johtuva pilaantuminen, eivät kuulu vakuuden piiriin

Peltojen ravinnetietokannasta apua maatalouden vesistökuormituksen vähentämiseen

Vesiensuojelutavoitteiden saavuttaminen, vesiensuojelutoimien tehostaminen ja niiden tarvelähtöinen kohdentaminen edellyttää peltolohkojen ja niillä tehtävien viljelytoimenpiteiden tuntemusta, koska ympäristösuojelutoimenpiteiden vaikuttavuus vaihtelee peltolohkoittain. Kattavaa ja ajantasaista tietoa peltolohkojen ravinnetilasta ja niillä tehtävistä toimenpiteistä ei kuitenkaan ole viranomaisten tai tutkijoiden käytössä. Tarvittavat tiedot löytyvät viljelijöiden lohkomuistiinpanoista, mutta lohkokorttien sisältämiä tietoja ei ole koottu peltolohkorekisteriin perustuvaan paikkatietopohjaiseen tietokantaan. Mikäli tiedot kaikista peltolohkoista, niiden ravinnetilasta ja peltolohkoilla tehtävistä viljelytoimenpiteistä saataisiin koottua yhteen valtakunnalliseen tietokantaan, voitaisiin paikkatietopohjaista ravinnetietokantaa käyttää viljelyn tukena, pelloilta vesistöihin tulevan ravinnekuormituksen arviointiin ja ympäristösuojelutoimenpiteiden kohdentamiseen. Vaativampia vesiensuojelutoimenpiteitä kohdennettaisiin niille peltolohkoille, joilta riski ravinteiden päätymisestä vesistöihin on suuri. Ravinnetietokanta mahdollistasi myös vesistöystävällisen viljelyn osoittamisen, lantalogistiikan kehittämisen sekä ympäristötoimenpiteiden suunnittelun valuma-alueittain alueen viljelijöiden kesken. Ravinnetietokannan luomiseen, ylläpitoon, kehittämiseen ja hyödyntämiseen liittyy sekä käytännöllisiä että yhteiskunnalliseen ja oikeudelliseen hyväksyttävyyteen liittyviä haasteita. Tiedot ravinnetietokantaan tulee kerätä mahdollisimman kattavasti olemassa olevista tietolähteistä ja tietokannoista, tietokantojen rajapintoja tietojen siirrossa hyödyntäen. Tietokannan suunnittelun ja toteuttamisen oikeudellisena haasteena on erityisesti henkilötietojen suojan ja ympäristötiedon avoimuuden yhteensovittaminen. Suomen Kulttuurirahaston rahoittamassa Samassa vedessä –hankkeessa tuotetaan tutkimustietoa maatalouden tietoperustan vahvistamiseksi, vesiensuojelutoimien tehostamiseksi ja ympäristöohjauksen kehittämiseksi. Hankkeen yhdessä osatutkimuksessa selvitetään haastattelujen ja työpajatyöskentelyn avulla paikkatietopohjaisen peltojen ravinnetietokannan perustamisedellytykset, muotoillaan luonnos tietokannan rakenteesta sekä ehdotus ravinnetietokannan käyttöä koskevasta sääntelystä. Lisäksi arvioidaan ravinnetietokannan perustamis- ja ylläpitokustannuksien suuruutta

Jätehuollon tuottajavastuujärjestelmien toimivuus

Raportissa tarkastellaan ns. tuottajavastuujärjestelmiä suomen jätehuollossa. Tuottajavastuujärjestelmien toimivuuden kannalta keskeisiksi ongelmiksi arvioidaan mm. tuottajien keskinäisen vastuunjaon epätäsmällisyys sekä ns. vapaamatkustus.  Raportissa ehdotetaan mm. lakiin perustuvan clearing house järjestelmän perustamista tuottajien keskinäisen vastuunjaon täsmentämiseksi. Vapaamatkustuksen vähentämiseksi ehdotetaan lisäksi hallinnollisen sanktiomaksun käyttöönottoa mm. tilanteissa, joissa tuottaja ei tee ilmoitusta tuottajarekisteriin tai antaa viranomaiselle virheellisiä tietoja