Buttle Änge and Nygårds has been excavated by Uppsala University, Campus Gotland and also by Högskolan on Gotland since year 2009 and by Gothenburg University year 2009 and 2013. During the 20 excavations that has taken place there has been 112 glass beads found. They were found by the picture stones, in graves, in and around the stone foundation houses. The beads from the picture stones can be interpreted as grave deposits and the ones found in a cremation grave could have been part of a bead necklace combined with a pendant which belonged to a girl aged 0-14. The beads by the stone foundation houses had a larger concentration of beads in its three houses compared to Vallhagar which had the same number of beads found over 20 house foundations. In close connection to the stone foundation houses were glass mosaic fragments found that could have been used to make beads or could have been residuals from the beadmaking process from another place with productions of glass beads. / Buttle Änge och Nygårds har sedan 2009 undersökts genom utgrävningar från Uppsala universitet, Campus Gotland men även med en utgrävning år 2009 av Högskolan på Gotland och av Göteborgsuniversitet år 2009 och 2013. Under de 10 utgrävningar som skett på platsen har det påträffats 112 pärlor av glas. Dessa påträffades vid bildstenar, i gravar, i och runtomkring stengrundshus. Pärlorna vid bildstenarna kan tolkas som gravdepositioner och de i en brandgrav kan ha varit en del av ett pärlgarnityr tillsammans med ett hängsmycke som kan ha tillhört en flicka i åldern 0–14. Pärlorna vid stengrundshusen hade en större koncentration av pärlor i sina tre hus jämfört med Vallhagar som hade lika många påträffade från över 20 hus. I anslutning till stengrundshusen påträffades även fragment av glasmosaik som kan ha använts för att skapa pärlor eller varit tillverkningsspill från en annan hantverksplats för glaspärlor.

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The use of cell transplantation to treat enzyme deficiency disorders is limited by the immune response targeted against foreign tissue or the use of life-long immunosuppressants. Hiding cells from the immune system in an encapsulation device is promising. Cells encapsulated within an anionic calcium alginate hydrogel bead are protected through a semi-permeable membrane formed by polycation, poly-L-lysine (PLL). A final layer of alginate is added to hide the cationic PLL surface but this has proved to be difficult creating capsules which are prone to fibrotic overgrowth, blocking exchange of nutrients, waste and therapeutic enzymes through the capsule. For long term applications these capsules need to be both biocompatible and mechanically robust. This thesis aims to address the biocompatibility issue of high cationic surface charge by synthesizing polycations of reduced charge using N-(3- aminopropyl)methacrylamide hydrochloride (APM) and N-(2- hydroxypropyl)methacrylamide (HPM) and study the associated mechanical properties of the capsules using micropipette aspiration. Micropipette aspiration was applied and validated for alginate based capsules (gel and liquid core) to quantify stiffness. Varying ratios of APM were used to control the overall charge of the polycations formed while HPM was incorporated as a neutral, hydrophilic, nonfouling comonomer. The molecular weight (MW) was controlled by using reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization. The biocompatibility of these polymers was tested by cell adhesion and proliferation of 3T3 fibroblasts onto APM/HPM copolymer functionalized surfaces and by solution toxicity against C2C12 myoblasts. The ability for the APM/HPM copolymers to bind to alginate and form capsules was also assessed, along with the integrity and stiffness of the capsule membrane with or without additional covalent cross-linking by reactive polyanion, poly(methacrylic acid-co-2-vinyl-4,4- dimethylazlactone) (PMV60). Thermo-responsive block copolymers of N-isopropylacrylamide (NIPAM) and 2- hydroxyethylacrylamide (HEA) were also synthesized as potential drug delivery nanoparticles, showing control over micelle morphology with varying NIPAM to HEA ratios. / Thesis / Doctor of Science (PhD) / The treatment of enzyme deficiency disorders by cell transplantation is limited by the immune attack of foreign tissue in absence of immunosuppressants. Cells protected in an encapsulation device has shown promise. Poly-L-lysine, a widely used membrane material in these protective capsules, binds to the anionic gel entrapping living cells because it is highly cationic. The high cationic charge is difficult to hide causing the immune system to build tissue around the capsule, preventing the encapsulated cells from exchanging nutrients and therapeutic enzymes. This thesis aims to replace poly-L-lysine by synthesizing a series of more biocompatible materials of decreasing cationic charge. These materials were studied for the ability to support tissue growth and form stable capsules. The membrane strength was measured using an aspiration method validated for these types of capsules. Reducing the cationic charge of the materials increased the biocompatibility of the capsule membrane but also made for weaker membranes.

In an effort to make the aerospace industry more sustainable, GKN Aerospace is heavily investing both time and money into additive manufacturing technologies. A challenging aspect with additive manufacturing is finding a set of process parameters that produces high quality parts and components to a standard that the aerospace industry demands. To aid the process development, turning to simulations is a great alternative and with the prospect of adding to the tools available, the work of this thesis has been focused on developing a mathematical model of the cross sectional deposition geometry. Through a literature study, an initial approach to developing such a model, as well as gaps in knowledge was established. Validation data was gathered by laser scanning additively manufactured builds. A model based on a fourth degree polynomial was developed. The fourth degree polynomial model was validated with the laser scan data using the mean squared error value and coefficient of determination as a quantifiable method of determining the goodness of fit. It was found to be an improvement over the common parabolic model found in the literature based on a second degree polynomial. The improved model manages to capture a wide variety of contact angles and the overlap region better follows the smooth transition between beads.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von funktionellen Magnetit-Nanokompositen durch Sprühtrocknung für die Anwendung in der Bioseparation. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Anwendung von Polyelektrolyten als Ionenaustauscher sowie auf der Nachhaltigkeit des Herstellungsprozesses. Basierend auf einem existierenden Herstellungsprozess wurde die Aufgabenstellung konkretisiert. Es wurden Möglichkeiten zur nachhaltigen Prozessgestaltung der Synthese von kationischen bzw. anionischen magnetischen Funktionspartikeln zur Proteinabtrennung vorgestellt. Als magnetische Komponente wurde Magnetit verwendet. Aufgrund seines pseudo-amphiphilen Charakters und seiner besonderen Eigenschaften in Bezug auf die Stabilisierung von Magnetit-Kolloiden wurde Polyvinylbutyral (Mowital B 30T) als Matrixpolymer bei der Sprühtrocknung benutzt. Für die nachhaltige Prozessgestaltung wurden Isopropanol und Tetrahydrofuran als Dichlormethan-Ersatz bei der Sprühtrocknung verwendet. Bei der Synthese kationischer Magnetic Beads wurden verzweigtes Polyethylenimin und lineares Poly(Allyamin) als Anionenaustauscher verwendet. Beide Polykationen sind schwache Polyelektrolyte mit Aminogruppen. Für die Verarbeitung der Polykationen als funktionelle Liganden in magnetischen Funktionspartikeln wurde zwei Herstellungsmethoden vorgestellt: eine Synthese ohne Oberflächenmodifizierung, wobei die mechanische und chemische Stabilität der Funktionspartikeln einzig von der chemischen Struktur der eingesetzten Materialien bzw. vom Matrixpolymer abhängt, und eine Synthese mit Oberflächenmodifizierung. Die Synthese mit Oberflächenmodifizierung ist gekennzeichnet durch die kovalente Bindung von Polyethylenimin bzw. Poly(Allyamin) an der Oberfläche der Funktionspartikeln (Polyvinylbutyral). Dafür wurde 1,1’-Carbonyldiimidazol als „zero length“-Crosslinker benutzt. Die nach beiden Methoden hergestellten Funktionspartikeln wurden charakterisiert, um ihre technische Eignung beurteilen zu können. Für die Charakterisierung der sorptiven Eigenschaften wurde unter anderem der Bowman-Birk Inhibitor (BBI) verwendet. Das Protein ist ein Sojaprodukt und für seine krebsvorbeugende Wirkung bekannt. Um die Selektivität der Abtrennung zu untersuchen, wurden BBI-Produkte mit unterschiedlichen Reinheitsgraden benutzt. Durch die zwei vorgestellten Methoden konnten kationische magnetische Funktionspartikeln erfolgreich hergestellt werden. Alle Funktionspartikeln sind superparamagnetisch, und der Medianwert ihrer Partikelgrößenverteilung liegt im einstelligen Mikrometerbereich. Aufgrund eines höheren Polykationanteils ist die Bindungskapazität der Funktionspartikeln ohne Oberflächenmodifizierung um den Faktor 2,4 größer als die BBI-Bindungskapazität der Funktionspartikeln mit Oberflächenmodifizierung (Qmax=322 mg/g). Das Fehlen eine feste Anbindung des funktionellen Liganden an den Funktionspartikeln ohne Oberflächenmodifizierung verleiht jedoch diesen eine sehr schlechte chemische Stabilität in Lösungen. Es wurde auch gezeigt, dass oberflächenmodifizierte Funktionspartikeln mit ähnlichen Eigenschaften durch den Einsatz von Dichlormethan bzw. Tetrahydrofuran als Lösungsmittelersatz während der Sprühtrocknung hergestellt werden können. Durch den Einsatz von mit Poly(allylamin) oberflächenmodifizierten Funktionspartikeln konnte BBI von technischen Sojamolken unterschiedlicher Reinheitsgrade erfolgreich abgetrennt werden. Anionische Magnetic Beads wurden mit Kationenaustauscherharz als funktionellem Ligand hergestellt. Dabei wurde Isopropanol als organisches Lösungsmittel während der Sprühtrocknung verwendet. Die Synthese wurde analog zur Synthese der kationischen Magnetic Beads ohne Oberflächenmodifizierung durchgeführt. Es wurde auch hier gezeigt, dass anionische magnetische Funktionspartikeln mit guten sorptiven Eigenschaften durch den Einsatz von Isopropanol als organisches Lösungsmittel hergestellt werden können. Die anionischen Funktionspartikeln besitzen im Vergleich zu Literaturwerten höhere Bindungskapazitäten (bis 280 mg/g; ermittelt mit Lysozym). Im letzten Kapitel wird der kritische Prozessschritt des Lösungsmittelaustausches behandelt. Nach dem Lösungsmittelaustausch sollten die Magnetitnanopartikeln in der organischen Phase stabil sein. Dies ermöglicht sowohl eine homogene Verteilung der Nanopartikeln in der Matrix als auch deren bessere Verkapselung während der Sprühtrocknung. Es wurde festgestellt, dass sich eine vollständige Abtrennung von Dichlormethan durch die angewendete Destillationsmethode nicht erreichen lässt. Anhand von zwei Modellsystemen — Rizinolsäure- und Ölsäure-beschichteten Magnetitnanopartikeln — und Lösungsmittelgemischen wurde die Stabilität von sterisch stabilisierten Magnetitpartikeln in binären Lösungsmittelgemischen untersucht. Der Fokus bei dieser Untersuchung lag auf der Untersuchung der Stabilität der beschichteten Magnetitnanopartikeln in einer möglichst Dichlormethan- bzw. Isooktan-freien organischen Phase. Als zweites Lösungsmittel (als Lösungsmittelersatz betrachtet) wurden neben Tetrahydrofuran und Isopropanol technisch verbreitete Lösungsmittel wie Isooktan und 1-Butanol eingesetzt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Anwendung der technischen Rizinolsäure bzw. Ölsäure einen zusätzlichen Einfluss auf die Stabilität der Magnetitpartikeln hat, da diese aus anderen Fettsäuren mit unterschiedlichen chemischen Strukturen bestehen. Die Diskrepanz zwischen der berechneten HANSEN-Distanzen und der Stabilität der Magnetitnanopartikeln mit reinen Fettsäuren lässt vermutet, dass die Zusammensetzung der Lösungsmittelgemische an der fest/flüssig-Grenzfläche anders ist als im freien Volumen. Ein Modell zur Beschreibung der Stabilität der Nanopartikeln, das auf einer Anreicherung des Ausgangslösungsmittels an der Grenzfläche basiert, wurde postuliert. Solange die Diffusion des zweiten Lösungsmittels in die Adsorptionsschicht nicht ausreichend genug ist, um die Löslichkeit der Fettsäureketten entscheidend zu reduzieren und somit einen Abfall der Abstoßungskräfte zwischen der Partikeln hervorzurufen, bleiben alle beschichteten Magnetitnanopartikeln stabil im Lösungsmittelgemisch. Dies ist der Fall für die mit der reinen Rizinolsäure beschichteten Magnetitnanopartikeln in allen verwendeten Lösungsmittelgemischen mit 0,5 Vol. % DCM in der kontinuierlichen Phase. Durch die vorgestellten Herstellungsmethoden wurde gezeigt, dass magnetische Funktionspartikeln sowohl mit festen partikelförmigen Ionenaustauschern als auch mit flüssigen schwachen Polyelektrolyten erfolgreich synthetisiert werden können. Eine nachhaltige Prozessgestaltung durch die Reduzierung der Dichlormethanmenge im Sprühtrocknungsprozess ist auch möglich. Für eine erfolgreiche industrielle Anwendung der Funktionspartikeln müssen aber ihre chemischen sowie mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert werden. Dies könnte z.B. durch die Verwendung eines anderen Matrixpolymers oder durch die Entfernung von nicht gebundenen Bestandteilen durch gezielte Waschung der Funktionspartikeln erfolgen. Die Bindungskapazität sowie die Selektivität der oberflächenmodifizierten Funktionspartikeln sollte ebenfalls verbessert werden. Dafür wurde einen Ansatz durch die Quaternisierung der Aminogruppen präsentiert. Schließlich würde die Untersuchung der Stabilität der beschichteten Magnetitnanopartikeln in einphasigen reinen Lösungsmitteln nähere Erkenntnisse über das postulierte Modell der Anreicherung von Dichlormethan in der Adsorptionsschicht erbringen. Dabei könnte die Dichlormethanmenge durch mehrstufige Destillation bzw. Rektifikation beim Lösungsmittelaustausch entfernt werden. Eine vollständige Untersuchung dieses Effekts würde zusätzlich eine Antwort auf zahlreiche Fragestellungen der Kolloidchemie in Bezug auf das Stabilitätsverhalten von Pigmentdispersionen (Lacke) oder von beschichteten Nanopartikeln in Polymerlösungen erbringen.

The study encompasses the reconstruction of the Iron Age sequence around the Limpopo River floodplain on Basinghall Farm during the second millennium AD. A survey uncovered 75 Iron Age sites, including three Moritsane and ten Toutswe facies sites for the Middle Iron Age and two Early Moloko, 16 Middle Moloko (Letsibogo facies) and 43 Late Moloko grain bin platform sites for the Late Iron Age. The local settlement sequence, which is based primarily on a ceramic analysis of surficial and excavated collections, is corroborated by radiocarbon dates, a glass bead sequence and comparative data from previous studies. The borders of the Toutswe chiefdom are shown to have extended 100 km to the south, while the Eiland sequence is refined to include an Eiland, a Moritsane and a redefined Broadhurst facies. New light is also shed on the local Moloko sequence and its correlation with historical Tswana groups in south-eastern Botswana. / Anthropology & Archaeology / M.A. (Archaeology)

A bench-scale tubular reactor with recirculation was built in order to study the efficiency of the photocatalytic oxidation of phenol on fluidized titanium oxide-coated silica gel beads. A UV-C lamp placed along the central vertical axes of the reactor was used as source of photons. A bed of silica gel beads was fluidized by means of fluid recirculation and forced to follow upward helical flow around the lamp. Anatase was successfully synthetized on silica gel particles of average diameters 224, 357 and 461 µm, as confirmed by scanning electron micrographs, through a sol-gel technique using a titanium (iv)isopropoxide / hydrochloric acid / ethanol precursor. Data was obtained from multiple 8-hours photocatalytic experiments using a determined mass of beads fluidized in an aqueous solution of known initial phenol concentration. Contaminant degradation with irradiation time was measured as COD. Beads that had been subjected to three consecutive coating procedures produced an 8-h removal efficiency 10% higher than beads with a single coat. 20 g L-1 of silica beads was found to be the optimum load for the experimental reactor configuration regardless of beads size, although efficiency increased with decreasing size of the latter. Experimental results confirmed that the efficiency of phenol photocatalytic degradation decreases with increasing pollutant concentration. Also, the highest removal was achieved with initial pH 3, and it decreased with increasing pH. When NaCl was added to the solution, COD removal increased with increasing salinity. Additionally, it was found that dissolved oxygen is indispensable for photocatalysis to proceed, and that saturation of the treated mixture with oxygen was effectively achieved by keeping the liquid surface in contact with pure oxygen at 1 atm. Finally, statistical analysis of the data showed that photocatalytic mineralization of phenol-derived COD under the experimental conditions follows exponential decay. Based on this finding, a correlation model was proposed for the accurate prediction (minimum R2 = 0.9840) of the COD removal efficiency of the reactor for any given initial COD.

The study encompasses the reconstruction of the Iron Age sequence around the Limpopo River floodplain on Basinghall Farm during the second millennium AD. A survey uncovered 75 Iron Age sites, including three Moritsane and ten Toutswe facies sites for the Middle Iron Age and two Early Moloko, 16 Middle Moloko (Letsibogo facies) and 43 Late Moloko grain bin platform sites for the Late Iron Age. The local settlement sequence, which is based primarily on a ceramic analysis of surficial and excavated collections, is corroborated by radiocarbon dates, a glass bead sequence and comparative data from previous studies. The borders of the Toutswe chiefdom are shown to have extended 100 km to the south, while the Eiland sequence is refined to include an Eiland, a Moritsane and a redefined Broadhurst facies. New light is also shed on the local Moloko sequence and its correlation with historical Tswana groups in south-eastern Botswana. / Anthropology and Archaeology / M.A. (Archaeology)

Nesse trabalho foi estudado a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante amplamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. Para isso foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado em escala de bancada (1,2 L) preenchido com material suporte para imobilização da biomassa. Quatro diferentes suportes foram testados previamente em reatores de leito fluidificado em menor escala (350 ml): carvão ativado (R1), argila expandida (R2), pérolas de vidro (R3) e areia (R4). Todos os reatores foram inoculados com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentados com substrato sintético acrescido de LAS. Os reatores foram mantidos a 30°C e operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 horas. Foi possível constatar que os quatro reatores foram aptos na remoção de matéria orgânica (acima de 84%) e LAS (acima de 81%), respectivamente para concentração inicial média de 550 mg/L e 16,5 mg/L. No entanto, carvão ativado e argila expandida sofreram processo de fragmentação durante a operação do reator. Assim, areia foi o material escolhido para preencher o reator em escala de bancada devido aos bons resultados de remoção do LAS (99%), menor custo e facilidade de aquisição, quando comparada a pérola de vidro. Após 270 dias de operação, com concentrações crescentes de LAS e média de 32,3 mg/L, constatou-se que o reator em escala de bancada removeu 93% de LAS. Todos os suportes adsorveram pouco LAS (máximo de 0,43 mgLAS/gargila) não interferindo significativamente no processo de remoção biológica. Exames microscópicos realizados durante a operação dos reatores mostraram que estiveram presentes microrganismos com morfologias semelhantes a espiroquetas, bacilos, bactérias filamentosas e cocos, entre outros. A biomassa presente no final da operação do reator em escala de bancada e nos reatores menores preenchidos com pérolas de vidro (R3) e areia (R4) foi submetida à técnica de clonagem e sequenciamento do gene 16S RNAr para o Domínio Bacteria. Observou-se que os reatores apresentaram clones relacionados a diversos Filos como Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia e Firmicutes, entre outros. / This work presents the anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a surfactant widely used in the production of detergents and present in domestic and industrial wastewaters. It was used an anaerobic fluidized bed reactor in bench scale (1,2L) filled with support material for biomass immobilization. Four different supports were previously tested in small scale fluidized bed reactors (350 ml): activated charcoal (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4). All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with LAS. The reactors were kept at 30ºC and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. It was possible to note that the four tested reactors were able to remove organic matter (higher than 84%) and LAS (higher than 81%), respectively, to initial mean value of 550 mg/L and 16.5 mg/L. However, activated charcoal and expanded clay both produced shearing during reactor operation. Thus, sand was the chosen material to fill the bench scale reacto because of good results of LAS removal (99%) and smaller cost and affordability compared to glass beads. After 270 days of operation, with crescent LAS concentrations and average of 32,3 mg/L, it was found that the bench scale reactor was able to remove LAS in 93%. All supports adsorb a few LAS (maximun of 0.43 mgLAS/gclay). This value does not interfere in biologic removal process. Microscopic tests done during the reactor´s operation presented microorganisms with morphologies similar to spirochetes, bacillus, filamentous, cocci and others. 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from the bench scale reactor and smaller reactor filled with glass beads (R3) and sand (R4) revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia and Firmicutes, and others.