The purpose of the study is to increase knowledge on how the didactic model Communicative Approaches can be used as support for analysing and design-ing chemistry education. Which gives students opportunities to explore their own and others' ideas in relation to the ideas of sciences and come to be more involved in the chemistry content. In this study we have used action research and made didactic modelling. We have exemplified how the didactic model Communicative Approaches can be used as support in the planning, implemen-tation, and evaluation of teaching in the subject of chemistry. Based on the didactic model, two teaching cycles with the same content were planned and carried out. In the teaching cycles, we worked with four diverse types of Com-municative approaches. In the planning, the dialogical/interactive communi-cation has mainly been prominent, but other approaches were noticed. For the students to explore a dialogical communication, we chose the concept of air and its properties. The collection of empirical data for the analysis and evalu-ation of the teaching design took place through video recording and on-site observations during the two teaching cycles. The result shows how the didactic model communicative approach became a support for increasing students' participation in chemistry education. The con-ceptual apparatus of the model gives structure to the analysis. Our conclusion is that the didactic model communicative approach can be a support for teach-ers to develop the teaching participation in the subject of chemistry in an orga-nized way in the earlier years of primary school.

Oxidative dissolution of std. UO2 and UO2 doped with Cr2O3 and Al2O3, i.e. ADOPT, induced by H2O2 and γ radiation has been the main focus in this licentiate thesis. The catalytic decomposition of H2O2 on oxides like Gd2O3, HfO2, CeO2, Fe2O3 and CuO were also investigated. A kinetic study was performed by determining first and second order rate constants together with Arrhenius parameters for the decomposition of H2O2. The reactivity of H2O2 towards the oxides mentioned was observed to differ significantly despite their similarities. In the mechanistic study, the yields and dynamics of the formation of the intermediate hydroxyl radical from the decomposition of H2O2 was determined for the oxides and found to differ considerably. A turnover point could be found for most of oxides studied, i.e. an increase in the rate of hydroxyl radical scavenging after a specific amount of consumed H2O2. The reactivity of the std. UO2 and ADOPT towards H2O2 was similar to what was observed for other UO2-based materials in previous studies. The oxidative dissolution in radiation experiments showed a slight but significant difference. This was attributed to a difference in exposed surface area instead of an effect of doping. The difference in oxidative dissolution yield was too small to be significant which supports the previous conclusion. Leaching experiments using spent nuclear fuel were also performed on the two types of fuel showing the same behavior as the unirradiated pellets, i.e., a slightly lower 238U release from ADOPT. The difference was attributed to difference in exposed surface area. The release of fission products with low UO2 solubility displayed a higher release from ADOPT which was attributed to a difference in matrix solubility. Cs was released to a larger extent from std. UO2. This is attributed to the larger grain size of ADOPT, extending the diffusion distance. The release of lanthanides and actinides was slightly higher for the conventional UO2, nevertheless the difference was relatively small. / <p>QC 20140527</p>

Today there are numerous methods to slow down a corrosion process of metallic materials. However, due to environmental effects and health risk issues, several traditional corrosion inhibitors have to be phased out. Hence, it is of great importance to develop new corrosion inhibitors that are “green”, safe, smart and multifunctional. In this essay, the focus is on mussel adhesive protein (MAP) and its possibility to reduce the rate of the corrosion process. The protein exhibit great adhesive strength and protective properties, allowing it to adhere to a multitude of different surfaces and is therefore of great interest of corrosion science. The protein Mefp-1, derived from the blue mussel´s foot, had been pre-adsorbed on the carbon steel surface and provided good corrosion inhibition in a basic chloride solution for a short exposure time. The protection was further improved with the assist of iron and ceria ions by formation of protein/ions complexes within the surface films and thus enhanced the corrosion protection for longer exposure time. Ceria nanoparticles were used in order to create a multi-layer composite film with an even higher corrosion protection. The results suggest a denser film compared to previous samples and a more uniform surface.

The endeavor to have more efficient solar cells and as environmentally beneficial as possible are the driving forces for this work. The way to reach this is by research to better the understanding of the mechanisms and parameters that govern the performance of solar cells. New materials are essential to develop because the current ones lack stability and are water, temperature and UV-radiation sensitive. In this work the lead (Pb2+), which is poisonous and hazardous is intended to be replaced in the organic metal halide (OMH) perovskite structure. This is tested with gold or silver combined with bismuth and silver by itself. Also trimethylsulfonium gold or silver iodides are investigated. The methylammonium cation is also substituted to cesium. The perovskite material both absorbs light and transports charges in the solar cells. Materials based on AuI/AgI, BiI3 and CH3NH3I and AuI/AgI and [Me3S]I and AgI, BiI3 and CsI were synthesized and analyzed by XRD on thin film and mesoporous substrate and Raman spectroscopy to determine material structure and bonding. J-V measurements were performed to see the function in solar cells. After this conductivity and absorption parameters were determined by an electrical conductivity test and UV-vis absorption spectroscopy. XRD measurements indicate that the perovskite structure could have been obtained because the materials match with the XRD spectra of [20] foremost T3, T5 and T6, Cs1 and Cs2. In T7 some new structure is formed. The bismuth could be partially substituted by silver as the metal cation. The samples are quite amorphous, but still containing crystalline peaks, the product material could be a mixture of a crystalline and an amorphous phase. The crystalline phase could have the desired perovskite structure. To have mesoporous TiO2 as substrate seem to enhance a more crystalline structured material. All the materials seem to have formed some new structures because the pure reactants does not seem to be present, exceptions could be P1 and T1 that contained AuI. The change of cation from methylamine to cesium though results in a shift of the peak positions because of the change of cation size as in [20], but the structure is most likely the same. Raman spectroscopy indicate that there is a change in structure, some new bond being present, when increasing the methylamine ratio for the presumed methylammonium silver bismuth iodide perovskites. This concerns materials T5, T6, T7 with increasing ratio of methylamine. This new bond is most pronounced in T7 where the methylamine content is the highest. Both Silver and bismuth iodide bonds seem to be present and cannot be coupled to be the pure reactants recrystallizing and some new bonds of these are present in all materials to some extent. The organic bond vibration has low intensity and might indicate that there is not so much organic cation present in the product and thus the probability of having the desired product anion decreases. The solar cells made with Spiro-OMeTAD were 700-4000 times more efficient than those made with Sulphur polymer HTM. Solar cells made with Spiro-OMeTAD as HTM gives slightly higher efficiency when increasing the methylammonium cation ratio. For cesium as cation the combined metal cation constellation with bismuth and silver gives a little higher efficiency than bismuth alone. Methylammonium as cation gives a higher efficiency than cesium. Solar cells made with Sulphur polymer HTM show approximately 3-30 times higher efficiency with methylammonium as cation compared to cesium as cation. HTM material seem to affect the perovskite material making some of the cells completely transparent and some of them paler, water in the solvent chlorobenzene can be a possible explanation. The transparency can be the reason for the low efficiency obtained for the solar cells. Also the measurement methodology of these solar cells can also have been false, measuring the contacts, and the etching procedure could be another source of this. The solar cells had quite low efficiencies compared to [20], although same presumed material and procedure has been used and thus there might be something wrong in the accuracy of the manufacturing. The cells should probably been made several times and possible sources of error should be analyzed and corrected for. The materials were all relatively conductive. P1 gave the highest conductivity, almost three times higher than for methylammonium lead iodide that has a conductivity of 1,1x10-4 s/cm [3]. Increasing the methylammonium ratio gave an increase of the conductivity both with bismuth and silver as metal cations and silver alone. The increase of the methylammonium ratio might result in a new structure formed which has lattice planes that are more conductive. A change of gold to silver for the trimethylsulfonium iodide materials gave a large decrease in conductivity. The materials have different absorption curves meaning that they have different bandgaps and this indicates differences in structure. The bandgaps of all materials are indirect contrary to what is proven to be the case for perovskites that are believed to have direct bandgaps in general. To have indirect bandgaps requires a shift in momentum in the electronic transitions and is not as beneficial as having direct bandgaps. Compared to methylammonium lead iodide that has a direct bandgap of 1,6 eV, the bandgaps are at least 0,5 eV higher and range between 2,2-2,36 eV. P1 had a low bandgap of 1,6 eV meaning it absorbs a wide range of wavelengths. The conductivity does not seem to be the obstacle and the cells that are not transparent absorb light. It is highly possible that the low solar cell performance, at least to a certain extent, has to do with the production process. The low scan rate could also affect the low efficiencies and HTM Spiro-OMeTAD should be used. Currently the efficiency of the perovskite materials with silver/bismuth, gold/bismuth and silver are too low, and not able to substitute lead in the perovskite structure solar cells. Neither trimethylsulfonium gold or silver iodide cells nor cesium perovskites have enough efficiency at present. The conductivities for the materials are promising and the materials that are not completely transparent absorb light. / Strävan att utveckla effektivare solceller och så miljövänliga som möjligt är drivkrafterna för det här arbetet. För att uppnå detta krävs forskning för att förbättra förståelsen för vilka mekanismer och parametrar som styr hur väl solcellerna fungerar. Det är nödvändigt att ta fram nya material, då de nuvarande brister i stabilitet, de är framförallt känsliga för vatten, temperatur och UV-strålning. I det här arbetet är syftet att byta ut bly (Pb2+), som är giftig och kopplad till hälsorisker, i den organiska metall halid (OMH) perovskit strukturen. Detta görs med guld eller silver i kombination med vismut och silver självt. Även trimetylsulfonium- guld eller silver undersöks. Metylammonium katjonen substitueras också mot cesium. Perovskit material absorberar både ljus och transporterar laddningar i solceller. Material baserade på AuI/AgI, BiI3 och CH3NH3I and AuI/AgI och [Me3S]I and AgI, BiI3 and CsI syntetiserades. Dessa analyserades, med XRD på dels ett substrat av tunn film och dels ett mesoporöst och Raman spektroskopi, för att bestämma strukturen på materialet och bindningar. J-V mätningar utfördes för att se hur materialen fungerade som solceller. Efter detta utfördes mätningar av konduktiviteten och absorptions parametrar bestämdes genom ett elektriskt konduktivitetstest respektive UV-vis absorptions spektroskopi. XRD mätningarna indikerar att perovskit strukturen kan ha erhållits eftersom spektrumen överensstämmer med de i [20], framförallt för T3, T5 och T6, Cs1 och Cs2. I T7 bildas någon ny struktur. Vismut skulle kunna vara delvis utbytt mot silver som metalkatjon. Proven är relativt amorfa, men uppvisar kristallina toppar och produkten skulle kunna vara en blandning av en kristallin och amorf fas, där den kristallina fasen skulle kunna ha den eftersträvade perovskit strukturen. Mesoprös TiO2 som substrat verkar öka graden av kristallinitet hos materialen. Samtliga material verkar ha bildat någon ny struktur eftersom reaktanterna i sin rena form inte verkar finnas. Undantag skulle kunna vara P1 och T1, vilka innehåller AuI. Bytet av katjon från metylammonium mot cesium resulterar i ett skifte av topparna troligen beroende av skillnaden i storlek mellan katjonerna, liksom påvisas i [20], men strukturen är förmodligen densamma. Raman spektroskopin indikerar en förändring i strukturen, någon ny bindning finns, hos materialen när metylammonium andelen ökas för de förmodade metylammonium silver vismut jodid perovskiterna. Detta gäller materialen T5, T6, T7, där andelen metylammonium ökar. Den nya bindningen är mest uttalade i T7, där metylammonium andelen är den högsta. Både silver och vismut jodid bindningar verkar finnas och kan inte kopplas till att de rena reaktanterna har rekristalliserats och nya bindningar av dessa finns i alla material till en viss grad. Den organiska bindningens vibration har låg intensitet och kan tyda på att det inte finns så mycket organisk katjon i produkten och således minskar sannolikheten att ha den eftersträvade anjon produkten. Solcellerna gjorda med Spiro-OMeTAD var 700-4000 gånger mer effektiva än dom gjorda med Svavel polymer HTM. För solcellerna gjorda med Spiro-OMeTAD som HTM ger en ökning av metylammonium katjon andelen en ökad effektivitet. För cesium som katjon med den kombinerade metalkatjon konstellationen med vismut och silver, blir effektiviteten högre än om vismut är metalkatjon självt. Metylammonium som katjon ger en högre effektivitet än cesium. Solceller gjorda med Svavel polymer HTM visar ungefär 3-30 gånger högre effektivitet med metylammonium som katjon jämfört med cesium som katjon. HTM materialet verkar påverka perovskit materialet och göra några av cellerna helt transparenta och de andra blekare. Klor benzen användes som lösningsmedel och denna kan ha innehållit vatten och kan vara orsaken till färgskiftningen. Detta kan vara orsaken till den låga verkningsgraden som erhölls för solcellerna. En annan möjlig förklaring skulle kunna vara metoden för mätningarna. Denna kan ha varit felaktig, då kontakten troligen har varit det som har mätts och etsningsprocessen skulle kunna vara en orsak till detta. Solcellerna uppvisar ganska låg effektivitet i jämförelse med [20], trots att samma material och procedur har använts och således kan det vara något fel i precisionen av framställningen. Cellerna skulle förmodligen gjorts om ett antal gånger och möjliga felkällor borde utretts och åtgärdats. Materialen var överlag relativt konduktiva. P1 gav den högsta konduktiviteten, nära tre gånger högre än metylammonium bly jodid, som har en konduktivitet på 1,1x10-4 s/cm [3]. En ökning av andelen metylammonium gav en ökning av konduktiviteten både med vismut och silver som metalkatjon och silver självt. Ökningen av andelen metylammonium skulle kunna resultera i ett en ny struktur uppkommer som har plan som är mer konduktiva. Utbytet av guld mot silver för trimetylsulfonium jodid materialen gav en markant sänkning av konduktiviteten. Materialen har olika absorptionskurvor vilket innebär att de har olika bandgap och detta indikerar olikheter i strukturen. Bandgapen för alla material är indirekta, trots att bandgapen för perovskiter i regel är direkta. Att ha indirekta bandgap kräver ett skifte i momentum i de elektroniska energiöverföringarna och är inte så fördelaktigt som att ha direkta bandgap. I jämförelse med metylammonium bly jodid, som har ett direkt bandgap på 1,6eV, är bandgapen minst 0,5 eV högre och varierar mellan 2,2-2,36 eV. P1 hade ett lågt värde på bandgapet, 1,6 eV, vilket innebär absorption av ett brett spektrum av våglängder. Konduktiviteten verkar inte vara den faktor som är orsaken till den låga effektiviteten hos solcellerna och de celler som inte är transparenta absorberar ljus. Det är högst troligt att den låga effektiviteten har sin förklaring, åtminstone delvis, i produktionsprocessen för solcellerna. Den relativt låga skanningshastigheten kan också vara en orsak för den låga effektiviteten och HTM Spiro-OMeTAD bör användas. I dagsläget är effektiviteten för perovskitmaterialen med silver/vismut, guld/vismut och silver för låg och har inte möjlighet substituera bly i perovskit solceller. Inte heller trimetylsulfonium guld eller silver jodid cellerna och inte heller cesium perovskiternas effektivitet räcker till i dagsläget. Konduktiviteten för materialen är lovande och materialen som inte är transparenta absorberar ljus.

Two series of new mononuclear ruthenium complexes with hydrophobic or hydrophilic ligands [Ru(bda)L2] and [Ru(pdc)L3] (H2bda = 2,2'-bipyridine-6,6'-dicarboxylic acid; H2pdc = 2,6-pyridinedicarboxylic acid; L = pyridyl ligands) were synthesized and their electrochemical properties and catalytic activity toward water oxidation were examined. It was revealed that the hydrophobic ligands introduced to [Ru(bda)L2 ] improved the catalytic performance, ahnost twofold TON and TOF values were achieved compared to the [Ru(bda)] catalyst with hydrophilic ligands. The cyclic voltammogram of [Ru(bda)L2] exhibited marginal difference between the catalysts with hydrophobic ligands and hydrophilic ones, implying that the hydrophobic ligands promoted the catalytic activity by :lacilitating formation of a reaction intermediate dimer.

Allt eftersom problemen med fossila ämnen blir mer tydliga dras industrins uppmärksamhet till trä som en förnybar råvara och energikälla. I Sverige finns stora resurser av barrträd, vilket har betytt mycket för landets ekonomi och kommer förmodligen att göra det i framtiden också. Ett stort problem vid nyplantering av barrträd är dock angrepp av skadeinsekter, som kan leda till att så mycket som 40 % av trädplantorna dör inom ett år. Nyligen har ett ämne som förekommer i barrträd, metyljasmonat, uppmärksammats för sina skyddande effekter. Då det är naturligt och helt bionedbrytbart har det föreslagits som ett miljövänligt alternativ till traditionella pesticider. För kommersialisering och vidare utveckling bör dock ämnets påverkan på trädet undersökas.  Vi undersökte sammansättningen av aminosyror i barken hos behandlade och obehandlade plantor med kapillärelektrofores. Metoden som användes visade sig dock ha dålig reproducerbarhet, vilket gjorde resultaten opålitliga. De tydde på att metyljasmonatbehandlingen inte ändrade sammansättningen dramatiskt, men det krävs en mer robust metod för att dra säkra slutsatser. Vi undersökte även förekomst och mängd av terpener i barkproverna med GC-MS. Fem stycken terpener karakteriserades: 3-karen, D-limonen, β-fellandren, geranyl linalool och thunbergol. Metoden visade god reproducerbarhet och tillförlitlighet, men mer data behövdes för att kunna dra slutsatser med statistisk säkerhet. Samtliga prover visade sig innehålla mätbara halter av 3-karen, β-fellandren och thunbergol. Resultaten antyder att koncentrationen av terpener överlag ökade efter metyljasmonatbehandling och detta var särskilt tydligt för β-fellandren. Det fanns anledning att tro att genetiska faktorer påverkade resultatet av behandlingen, då vissa kloner svarade starkare på behandlingen än andra.

In the search for a sustainable and environmentally friendly energy source, artificial photosynthesis has been proposed  as a promising solution. Using water as a substrate, solar energy can be utilised to store energy in the chemical form of hydrogen fuel. In part of this global scientific effort, this thesis work focuses on enabling molecular dynamics simulations of a particular set of ruthenium centred  water oxidation catalysts. The new catalysts show great success because of a binuclear  reaction  pathway in aqueous solution which makes it very interesting to model and investigate. Utilising quantum  mechanical tools, a set of molecular mechanics force field parameters for Ru-involved bonds, angles, torsions, and partial charges was successfully obtained and examined. The work allows future large scale simulation of water  oxidation and oxygen evolution in order to gain understanding and improve artificial photosynthesis.

The purpose of this study is to observe what modifying the surface of cellulose nanofibrils may imply for their interactions with a surrounding saline aqueous solution. This will be studied by using GROMACS, a molecular dynamic simulation software. In particular, we will analyse the modified surfaces hydrophilicity compared to native nanocellulose. This will subsequently have an impact on the nanofibrils readiness to aggregate to one another and disperse in the solution. Specifically two types of surface modifications will be studied, sulfonation and carboxy- lation. The hydrophilicity of the surfaces will be determined by analysing the density profiles of the systems wherein the modified surfaces interacts with the aqueous solutions. Also, the energies from the interactions of the simulated systems will be studied. We concluded that both modifications increases the surfaces interactions with the sur- rounding solution. Modifying the surface of the cellulose nanofibril with sulfonate will increase the surfaces attraction towards water and may provide the best rate of dispersion in aqueous solutions and best prohibit aggregation. Carboxylation of the surface provides similar hydrophilic results as the sulfonation but not as prevalent.

Thermodynamically, native cellulose nano fibrils are more stable in an aggregated state. The aggregated state is however not useful from a material development perspective. Therefore much research has been done to stabilize the dispersal of the fibrils. One method to overcome this instability is by surface substitution of the O6 hydroxyl group with carboxylate groups, to make highly charged fibrils in aqueous solutions. It is therefore of much interest to understand the interaction of highly charged fibrils in aqueous solutions. In this study, we aim to model the interaction potential energy between native and surface modified cellulose nanofibrils in order to understand under what conditions the contribution from the dipole interactions can be neglected. To achieve this we propose to use a continuum electrostatic approach, modeling the electrostatic interactions as a function of the fibrils relative dipole orientation, separation, surface charge as well as ionic strength of the solution, by means of using the Poisson-Boltzmann equation.

Svårigheter med beräkningar och problemlösning i kemi är ett vanligt förekommande fenomen. Men vilka orsaker kan ligga bakom dessa svårigheter, och vad kan lärare göra för att motverka dem? Syftet med studien är att undersöka dessa frågor. Genom en analys av relevant litteratur identifieras fyra faktorer som påverkar elevers svårigheter med beräkningar och problemlösning i kemi: läsförmåga, matematisk förmåga, överföring och konceptuell förståelse. Vidare visar litteraturanalysen att lärare kan motverka elevers svårigheter genom att förbättra elevers läsförmåga (lära ut lässtrategier och låta elever förklara texter för sig själva eller en vän) och överföringsförmåga (genom att medvetandegöra matematiken i kemin för sig själva och eleverna samt en god kommunikation med matematikläraren), samt fokusera på förståelse för centrala begrepp. Slutligen bör lärare vara uppmärksamma på vilken eller vilka faktorer som verkar bära huvudansvaret för enskilda elevers svårigheter med beräkningar och problemlösning i kemi, för att på så sätt kunna erbjuda individanpassat stöd.