Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-09-21T18:06:41Z No. of bitstreams: 1 sergiorodriguestavaresfilho.pdf: 12924949 bytes, checksum: e801383f9a72858db012935c840d4d15 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-09-22T15:21:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sergiorodriguestavaresfilho.pdf: 12924949 bytes, checksum: e801383f9a72858db012935c840d4d15 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-22T15:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sergiorodriguestavaresfilho.pdf: 12924949 bytes, checksum: e801383f9a72858db012935c840d4d15 (MD5) Previous issue date: 2017 / O elemento zinco apresenta inúmeras aplicações e vantagens, devido à sua baixa toxicidade e sua biocompatibilidade. Alguns compostos, como os hidroxissais (HSL) e os hidróxidos duplos lamelares (HDL), os carboxilatos lamelares e as MOF, demonstram ser excelentes materiais com diversos potenciais de aplicabilidades. Algumas dessas aplicações são os processos de intercalação, adsorção e catálise. Nesse trabalho, foram investigados os processos de catálise da produção de biodiesel pelo acetato de zinco (um carboxilato lamelar), os processos de intercalação de moléculas tensoativas e das porfirinas aniônicas de ferro(III) pelos hidroxissais e os hidróxidos duplos lamelares, as propriedades adsortivas do ZIF-9 e os processos de esfoliação de uma série de carboxilatos de zinco lamelares e das moléculas tensoativas intercaladas em HDL e HSL. A fim de conduzir todo o estudo e essas investigações, foram feitos cálculos de estrutura eletrônica baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) a partir do pacote Quantum Espresso. No caso dos processos de esfoliação dos carboxilatos de zinco e de intercalação/esfoliação das moléculas tensoativas, uma comparação de funcionais de troca e correlação (PBE e vdW-DF) e do método semiempírico DFT-D2 foi feita para a contabilização das forças de van der Waals desses sistemas. Esse mesmo estudo metodológico foi feito para as propriedades do ZIF-9. Para o estudo de intercalação dos porfirinatos de ferro(III), um estudo do efeito de polarização de spin e da correção de Hubbard foi empregado para as propriedades estruturais e eletrônicas. Foi possível prever algumas propriedades de relevância como as energias de esfoliação para a família estudada de carboxilatos de zinco, assim como para os surfactantes intercalados em HDL e em HSL. As energias de adsorção das moléculas envolvidas nas reações de esterificação/transesterificação e a barreira de energia da formação de alcóxido permitiram a compreensão desses processos a nível atomístico. Uma elucidação estrutural foi também alcançada para as intercalações das moléculas tensoativas desidratadas e hidratadas, e dos porfirinatos de ferro(III). As propriedades adsortivas do ZIF-9 também foram estudadas, a fim de predizer a seletividade das moléculas estudadas (CO2, H2S, metanol e etanol). / The zinc element presents various applications and advantages due to its low toxicity and its biocompatibility. Some compounds, such as the hydroxide salts (LSH) and the double hydroxide salts (LDH), the layered carboxylates and the MOFs, are excelent materials with many potentials. Some of these applications are the intercalation processes, adsorption and catalysis. In this work, the catalysis of the biodiesel production with zinc acetate (a layered carboxylate) as the catalyst, the intercalation of surfactants and anionic iron(III) porphyrins in LDH and LHS, the adsorption properties of ZIF-9 and the exfoliation of a series of layered zinc carboxylates and the surfactants intercalated in LDH and LHS were investigated. In order to conduct all this study and these investigations, electronic structure calculations based on DFT by the Quantum Espresso package were performed. In the case of the exfoliation of the zinc carboxylates and the intercalation/exfoliation of the surfactants, a comparison of the exchange-correlation functionals (PBE and vdW-DF) and the semiempiric method DFT-D2 was made to capture the van der Waals forces of these systems. This same methodological study was made for the properties of ZIF-9. For the study of the intercalation of the anionic iron(III) porphyrins, the effect of the spin polarization and the Hubbard correction were investigated for the structural and electronic properties. Certain aspects could be predicted such as the exfoliation energies of the studied family of layered zinc carboxylates and also for the surfactants intercalated in LDH and LHS. The adsorption energies of the molecules involved in the esterification/transesterification reactions and the energy barrier of the alkoxide formation favored the comprehension of these processes at an atomistic scale. A structural elucidation was also achieved for the intercalation of the dehydrated and hydrated surfactants, and the anionic iron(III) porphyrins. The adsorption properties of ZIF-9 were also studied, in order to predict the selectivity of the studied molecules (CO2, H2S, methanol e ethanol).

Abstract In my research I study the characteristic features as well as changes in the cultural environment of rural parish villages in the Northern Ostrobothnia. The goal of my research is to examine how the cultural environment of parish villages has changed in time and why: the goal is to build an illustrative and analytic picture of the cultural environment of rural parish villages in the Northern Ostrobothnia, of the development of cultural environment and of it’s typical features in different times as well as background factors of the development. I examine the cultural environment of parish villages both through its components and as an entirety. I study how different factors – agglomeration structure, scale and spatial structure, way of building, building features and the relation of built areas to the landscape – have changed, what is the real value of different components and their effect both on each other and on the cultural environment as an entirety. I examine the cultural environment of rural parish villages by means of examples. I have chosen four parish villages in the Northern Ostrobothnia: Rantsila, Kärsämäki, Tyrnävä and Haapavesi, as examples. Basis of the cultural environment research is the concept and definition of cultural environment. The concept of cultural environment includes time dimension, layered character of environment developed in time, as well as human activity, its traces and background factors. In the examination I pay attention to the visible, perceptible environment that also reflects the factors, values and meanings effecting on the background, as well as relations between them. I examine the cultural environment as a wide and multidimensional, layered and constantly changing entirety, formed on a long time span, in which entirety different factors influence and emerge into each other. The research is qualitative. I analyze the history and development phases of the cultural environment in rural parish villages, characteristic features of the cultural environment in different times, changes in the cultural environment in the course of time, and factors lying behind them with written material, photographs and aerial photographs of different ages, and photograph pairs and photograph series formed of these, map material of different ages as well as analysis maps I created based on these, and landscape analysis I made on site in the parish villages. Source material of different ages and types complement each other and form a material that is versatile and in time multidimensional as en entirety, and that describes the cultural environment as a changing entirety. Analyzing the building plans and town plans ratified for the parish villages is a significant part of my research, not only as background factors guiding the development of cultural environment, but also as indicators of stipulations and planning instructions controlling the construction and planning, as well as of values prevailing in its time. The time of formation of fixed settlement (before year 1860), time of origin and growth of parish villages (1860–1940), post-war reconstruction period and time before setting up the first building plans (1940–1960), time of intensive growth of parish villages after setting up the first building plans (1960–1990) and the time of inequalization of parish villages (1990–2008) are distinguished as visible and variant periods of time in the development of cultural environment in rural parish villages in the Northern Ostrobothnia. As background factors, the cultural environment and the formation of its features have on the one hand been influenced by social situation and changes in it as well as conscious control, like housing politics, land consolidation measures, development of trades, legislation and planning, and on the other hand by local conditions and starting points they define, like features of location and effects of the district’s location on the development of trades and population. The most distinct turning point in the development of cultural environment is the turn of 1950’s and 1960’s. After that, on the latter half of the 20th century, visible changes in the cultural environment are the disappearance of spatial structure characteristic to the agglomeration structure and changes in housing structure, changes in the relations of built areas and cultivation areas as well disappearance of cultivation areas located in the centre areas of parish villages and their conversion into green areas, changes in the features of building stock – particularly commercial buildings –, as well as changes in road environment and street space scale. Social and industrial political changes taken place on the latter half of the 20th century are emphasized as background factors with most significant effect on the development of the cultural environment. The changes are: on the one hand the rapid growth of parish villages into municipality centres in 1960’s and 1970’s and the following increase in population, the increase and concentration of services as well as the increase in the significance of traffic and increase in traffic volume, and on the other hand the strong regional inequalization and recession and its consequences, like decreasing of services, significant decrease in new construction and neglect of environmental management in the 1990’s and 2000’s. Declining development and its effects highlight for their part the significance of changes implemented in the cultural environment of parish villages in the 1960’s and 1970’s. Scattering, incoherence and incompleteness, as well as contradictions between typical features of new and old construction visible in the cultural environment are consequences not only of plans aimed at comprehensive renewal of cultural environment drawn up during the growth, but also of stagnating of development work due to recession. / Tiivistelmä Tarkastelen tutkimuksessani Pohjois-Pohjanmaan maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristölle ominaisia piirteitä sekä kulttuuriympäristössä tapahtuneita muutoksia. Tutkimukseni tavoitteena on selvittää, miten kirkonkylien kulttuuriympäristö on aikojen kuluessa muuttunut ja miksi: tavoitteena on rakentaa havainnollinen ja analyyttinen kuva pohjoispohjalaisten maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristöstä, sen kehityksestä ja sille eri aikoina tyypillisistä ominaispiirteistä sekä kehityksen taustalla vaikuttavista tekijöistä. Tarkastelen kirkonkylien kulttuuriympäristöä sekä osatekijöidensä kautta että kokonaisuutena. Tutkin miten eri tekijät – taajamarakenne, mittakaava ja tilarakenne, rakentamistapa, rakennusten ominaispiirteet ja taajaman suhde maisemaan – ovat muuttuneet, mikä on eri osatekijöiden todellinen painoarvo ja niiden vaikutus sekä toisiinsa että kulttuuriympäristöön kokonaisuutena. Tutkin maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristöä esimerkkien avulla. Esimerkkikohteiksi olen valinnut neljä pohjoispohjalaista kirkonkylää: Rantsilan, Kärsämäen, Tyrnävän ja Haapaveden. Kulttuuriympäristön tutkimuksessa pohjana on kulttuuriympäristön käsite ja sen määritelmä. Kulttuuriympäristön käsitteeseen sisältyvät ajallinen ulottuvuus, ajan myötä syntynyt kerroksellisuus sekä ihmisen toiminta, sen jättämät jäljet ja sen taustalla vaikuttavat tekijät. Tarkastelussa kiinnitän huomiota näkyvään, havaittavaan ympäristöön, joka myös heijastaa taustalla vaikuttavia tekijöitä, arvoja ja merkityksiä ja niiden keskinäisiä suhteita. Tarkastelen kulttuuriympäristöä laajana ja moniulotteisena, pitkän ajan kuluessa muodostuneena kerroksellisena ja alati muuttuvana kokonaisuutena, jossa eri tekijät vaikuttavat ja sulautuvat toisiinsa. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen. Analysoin maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristön historiaa ja kehitysvaiheita, kulttuuriympäristölle eri aikoina ominaisia piirteitä, kulttuuriympäristössä ajan mittaan tapahtuneita muutoksia ja niiden taustalla vaikuttavia tekijöitä kirjallisten aineistojen, eri-ikäisten valokuvien ja ilmakuvien ja niistä koostuvien kuvaparien ja kuvasarjojen, eri-ikäisten kartta-aineistojen ja niiden pohjalta laatimieni analyysikarttojen avulla sekä kirkonkylissä paikan päällä tekemieni maastoanalyysien avulla. Eri-ikäiset ja erityyppiset lähdeaineistot täydentävät toisiaan ja muodostavat kokonaisuutena monipuolisen ja ajallisesti moniulotteisen, kulttuuriympäristöä muuttuvana kokonaisuutena kuvaavan aineiston. Merkittävä osa tutkimustani on kirkonkyliin vahvistettujen rakennuskaavojen ja asemakaavojen analysointi paitsi kulttuuriympäristön kehitystä ohjaavina taustatekijöinä myös rakentamista ja kaavoitusta ohjaavien määräysten ja suunnitteluohjeiden sekä omana aikanaan vallitsevien arvojen kuvastajina. Pohjoispohjalaisten maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristön kehityksessä näkyvinä ja toisistaan poikkeavina ajanjaksoina erottuvat kiinteän asutuksen muodostumisen aika (ennen vuotta 1860), kirkonkylien synnyn ja kasvun aika (1860–1940), jälleenrakennuskausi ja aika ennen ensimmäisten rakennuskaavojen laatimista (1940–1960), kirkonkylien voimakkaan kasvun aika rakennuskaavojen laatimisen jälkeen (1960–1990) sekä kirkonkylien eriarvoistumisen aika (1990–2008). Kulttuuriympäristön ja sen ominaispiirteiden muodostumiseen ovat taustatekijöinä vaikuttaneet toisaalta yhteiskunnallinen tilanne ja siinä tapahtuneet muutokset sekä tietoinen ohjaus, kuten asutuspolitiikka, maanjakotoimenpiteet, elinkeinojen kehittäminen, lainsäädäntö ja kaavoitus, toisaalta paikalliset olosuhteet ja niiden määrittelemät lähtökohdat, kuten sijaintipaikan ominaispiirteet sekä paikkakunnan sijainnin vaikutukset elinkeinojen kehitykseen ja väestökehitykseen. Kulttuuriympäristön kehityksessä selkeimpänä taitekohtana erottuu 1950- ja 1960-lukujen vaihde. Sen jälkeen, 1900-luvun jälkipuoliskolla, tapahtuneina muutoksina kulttuuriympäristössä näkyvät taajamarakenteelle ominaisen tilarakenteen katoaminen ja asutusrakenteessa tapahtuneet muutokset, rakennettujen alueiden ja viljelysalueiden välisissä suhteissa tapahtuneet muutokset sekä kirkonkylien keskusta-alueilla sijaitsevien viljelysalueiden katoaminen ja muuttuminen viheralueiksi, rakennuskannan – erityisesti liikerakennusten – ominaispiirteiden muutokset sekä tieympäristön ja katutilan mittakaavan muutokset. Kulttuuriympäristön kehitykseen merkittävimmin vaikuttaneina taustatekijöinä korostuvat 1900-luvun jälkipuoliskolla tapahtuneet yhteiskunnalliset ja elinkeinopoliittiset muutokset: toisaalta kirkonkylien nopea kasvu kuntakeskuksiksi 1960- ja 1970-luvuilla ja sen myötä tapahtunut asukasluvun kasvu, palvelujen lisääntyminen ja keskittyminen sekä liikenteen merkityksen lisääntyminen ja liikennemäärien kasvu, ja toisaalta 1990- ja 2000-luvuilla voimakas alueellinen eriarvoistuminen sekä taantuma ja sen seuraukset, kuten palvelujen vähentyminen, uudisrakentamisen määrän huomattava vähentyminen ja ympäristön hoidon laiminlyönti. Taantuva kehitys ja sen vaikutukset korostavat osaltaan kirkonkylien kulttuuriympäristössä 1960- ja 1970-lukujen kuluessa toteutettujen muutosten merkitystä. Kulttuuriympäristössä näkyvä hajanaisuus, epäyhtenäisyys ja keskeneräisyys sekä uudelle ja vanhalle rakentamiselle tyypillisten ominaispiirteiden väliset ristiriitaisuudet ovat seurausta paitsi kasvun aikana laadituista kulttuuriympäristön kokonaisvaltaiseen uudistamiseen tähtäävistä suunnitelmista myös kehittämistyön pysähtymisestä taantuman myötä.

In a time of pervasive digitalization, technology is constantly reshaping contemporary society. Because digital product architecture allows for unprecedented flexibility in terms of design, production, distribution and use, significant shifts are seen in how firms organize to create value. As disruptive technologies enable novel ways of operating in the media industry, new actors are entering the stage, capitalizing on the affordances associated with digitalization of content. Established in 2013, multi-channel network United Screens build a business around online video creators posting original material to social media platforms such as YouTube, helping them with anything from audience growth to rights management. Connecting content creators with brands looking to market themselves through online video, United Screens provide an illustrative example of how relative positions of new and established actors are changing as an effect of digitalization. Because little research has previously been directed at multi-channel networks, this study set out to explore how United Screens organize themselves and their partnerships to create value in the digital media landscape. By interviewing employees and partners of the company, themes covering roles, offerings, affiliation and control were identified and subsequently discussed in relation to previous knowledge of business logic and digital product architecture. The study provides an empirical illustration of how digitalization enables new ways of creating value, and how this affects organizational arrangements. Concluding that more research is required in the field, the study serves as a starting point for theory generation concerning emergent actors and their organizing logic following pervasive digitalization.

Dans cette thèse, nous avons développé l'utilisation de l'activation microondes pour fonctionnaliser des pérovskites lamellaires et notamment la phase d'Aurivillius Bi2SrTa2O9 (BST), connue pour ses propriétés ferroélectriques. Nous sommes parvenus à protoner cette phase (HST) et à la fonctionnaliser par diverses amines et polyamines, avec des temps de réaction considérablement réduits par rapport aux fonctionnalisations en conditions classiques. Cette approche nous a permis de fonctionnaliser HST par des amines plus encombrées et plus complexes. Cette stratégie a ensuite été étendue au greffage d'alcools et de polyols. Nous avons également établi une stratégie de modification post-synthèse, pour synthétiser in situ la molécule désirée, en utilisant la chimie "click" et l'activation microondes. Enfin, nous sommes parvenus à insérer des ions métalliques et des complexes de métaux de transition, ce qui constitue une première étape vers la synthèse de nouveaux hybrides multiferroïques. / During this PhD thesis, we have developed the use of microwave activation to functionalize layered perovskites, among which the Aurivillius phase Bi2SrTa2O9 (BST), known for its ferroelectric properties. We managed to protonate this phase (leading to HST) and to functionalize it by various amines and polyamines, with reaction times much shorter than using classical conditions. This approach allowed us to functionalize HST by bulkier and more complex amines. This strategy has further been extended to the grafting of alcohols and polyols. We have also established a postsynthesis modification strategy, in order to synthesize the desired molecule in situ, within the interlamellar space, using "click" chemistry and microwave activation. Finally, we managed to insert transition metal ions and complexes, which constitutes a promising step towards the synthesis of new multiferroic hybrid materials.

Abstract The main object of this thesis was to research injection mouldable 0–3 type ceramic polymer composites and their dielectric and magnetic properties in the GHz frequency region. The work has been divided into three sections. In the first section, two–phase ceramic polymer composites containing dielectric and magnetic fillers have been investigated and their characteristics analysed by reference to pre–existing mixing rules. The exploitation of these composites in miniaturizing devices, such as antennae, is presented and discussed. The second part describes three phase composites containing different nanosize additives (silver, silicon and alumina fibres) towards improving their dielectric properties. In the third part, some periodical and multilayer structures for ceramic polymer composite layers are proposed. In the case of two–phase ceramic polymer composites, with 37 vol.% of dielectric filler (Barium Strontium Titanate, BST) embedded into a thermoplastic polymer (ER140) matrix, the highest measured relative permittivity was 15 with a dielectric loss value of 0.008 at 1 GHz. With 43 vol.% of magnetic filler (hexaferrite, CO2Z) in ER182 matrix, the highest achieved relative permeability was 1.8 with a magnetic loss value of 0.077 at 1 GHz. Composites with Co2Z filler provide a 77% size reduction, and could thus be used advantageously in antennae. It was found that a 2–6 vol.% nanoaddition in BST–ER140 composites enhanced the relative permittivity drastically with only a minor effect on the dielectric losses. In particular, with only 2 vol.% addition of nanosize silver particles into the BST–ER140 composite, a 52% increase in the relative permittivity was obtained, with no significant change in the dielectric losses (tan δε = 0.004). Vertically and horizontally periodical dielectric composite structures comprising layers of different dielectric properties have been fabricated as well as multilayered structures containing dielectric and magnetic layers. The measurement results indicate that such multimaterial multilayer structures are good candidates for components with reduced dielectric and magnetic losses. / Tiivistelmä Väitöstyön tavoitteena oli tutkia ruiskuvalettavien 0–3 –liitännäisten keraami-polymeerikomposiittien ominaisuuksia erityisesti niiden GHz-taajuusalueen dielektristen ja magneettisten ominaisuuksien kannalta. Työ on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa on tutkittu kaksikomponenttisia keraami-polymeerikomposiitteja, joissa täytemateriaali on joko dielektristä tai magneettista materiaalia. Komposiittien ominaisuuksia on analysoitu jo olemassa olevien seosmallinnuskaavojen avulla. Komposiittien hyödyntämistä erilaisten sovellusten, kuten antennien, minityrisoinnissa on myös käsitelty. Toinen osa käsittelee kolmikomponenttisia komposiitteja, joissa lisäaineena on käytetty pieniä määriä nanomateriaaleja (hopea- ja piipartikkelit sekä alumiinioksidikuitu) tarkoituksena parantaa komposiitin dielektrisiä. Kolmannessa osassa on tutkittu periodisia ja monikerroksisia keraami- polymeerikomposiittirakenteita rakenteita. Kaksikomponenttisten keraami-polymeerikomposiittien tapauksessa suurin permittiivisyyden arvo 15 dielektristen häviöiden ollessa 0.008 (mittaustaajuus 1 GHz) saatiin komposiitille, jossa dielektristä täytemateriaalia (Barium Strontium Titanaatti, BST) oli 37 tilavuus-% termoplastisessa polymeerimatriisissa (ER140). Korkein saavutettu permeabiliteetin arvo 1.8 magneettisten häviöiden ollessa 0.077 (mittaustaajuus 1 GHz) saatiin komposiitille, jossa magneettista täyteainetta (hexaferriitti, Co2Z) oli 43 tilavuus-% ER182 -matriisissa. Tämä täyteaine mahdollistaa nykyistä jopa 77 % pienempien antennielementtien kehittämisen. Tukimuksessa todettiin 2–6 tilavuus-% nanomateriaalin lisäyksen BST-ER140 -komposiitteihin kasvattavan permittiivisyyttä merkittävästi juurikaan vaikuttamatta dielektrisiin häviöihin. Erityisesti 2 tilavuus-% hopeananopartikkeleiden lisäys BST-ER140 -komposiitteihin kasvatti permittiivisyyttä 52 % dielektristen häviöiden (tan δε =  0.004) kasvamatta. Työssä on myös tutkittu periodisesti (vertikaali ja horisontaali) koostettuja dielektrisiä komposiittirakenteita, jossa eri kerroksissa on erilaiset dielektriset ominaisuudet sekä monikerrosrakenteita, joissa vuorottelevat dielektriset ja magneettiset kerrokset. Mittaukset osoittivat, että monimateriaaliset monikerrosrakenteet ovat hyviä kandidaatteja komponentteihin, jotka vaativat pieniä dielektrisiä ja magneettisiä häviöitä.

Abstract In my research I study the characteristic features as well as changes in the cultural environment of rural parish villages in the Northern Ostrobothnia. The goal of my research is to examine how the cultural environment of parish villages has changed in time and why: the goal is to build an illustrative and analytic picture of the cultural environment of rural parish villages in the Northern Ostrobothnia, of the development of cultural environment and of it’s typical features in different times as well as background factors of the development. I examine the cultural environment of parish villages both through its components and as an entirety. I study how different factors – agglomeration structure, scale and spatial structure, way of building, building features and the relation of built areas to the landscape – have changed, what is the real value of different components and their effect both on each other and on the cultural environment as an entirety. I examine the cultural environment of rural parish villages by means of examples. I have chosen four parish villages in the Northern Ostrobothnia: Rantsila, Kärsämäki, Tyrnävä and Haapavesi, as examples. Basis of the cultural environment research is the concept and definition of cultural environment. The concept of cultural environment includes time dimension, layered character of environment developed in time, as well as human activity, its traces and background factors. In the examination I pay attention to the visible, perceptible environment that also reflects the factors, values and meanings effecting on the background, as well as relations between them. I examine the cultural environment as a wide and multidimensional, layered and constantly changing entirety, formed on a long time span, in which entirety different factors influence and emerge into each other. The research is qualitative. I analyze the history and development phases of the cultural environment in rural parish villages, characteristic features of the cultural environment in different times, changes in the cultural environment in the course of time, and factors lying behind them with written material, photographs and aerial photographs of different ages, and photograph pairs and photograph series formed of these, map material of different ages as well as analysis maps I created based on these, and landscape analysis I made on site in the parish villages. Source material of different ages and types complement each other and form a material that is versatile and in time multidimensional as en entirety, and that describes the cultural environment as a changing entirety. Analyzing the building plans and town plans ratified for the parish villages is a significant part of my research, not only as background factors guiding the development of cultural environment, but also as indicators of stipulations and planning instructions controlling the construction and planning, as well as of values prevailing in its time. The time of formation of fixed settlement (before year 1860), time of origin and growth of parish villages (1860–1940), post-war reconstruction period and time before setting up the first building plans (1940–1960), time of intensive growth of parish villages after setting up the first building plans (1960–1990) and the time of inequalization of parish villages (1990–2008) are distinguished as visible and variant periods of time in the development of cultural environment in rural parish villages in the Northern Ostrobothnia. As background factors, the cultural environment and the formation of its features have on the one hand been influenced by social situation and changes in it as well as conscious control, like housing politics, land consolidation measures, development of trades, legislation and planning, and on the other hand by local conditions and starting points they define, like features of location and effects of the district’s location on the development of trades and population. The most distinct turning point in the development of cultural environment is the turn of 1950’s and 1960’s. After that, on the latter half of the 20th century, visible changes in the cultural environment are the disappearance of spatial structure characteristic to the agglomeration structure and changes in housing structure, changes in the relations of built areas and cultivation areas as well disappearance of cultivation areas located in the centre areas of parish villages and their conversion into green areas, changes in the features of building stock – particularly commercial buildings –, as well as changes in road environment and street space scale. Social and industrial political changes taken place on the latter half of the 20th century are emphasized as background factors with most significant effect on the development of the cultural environment. The changes are: on the one hand the rapid growth of parish villages into municipality centres in 1960’s and 1970’s and the following increase in population, the increase and concentration of services as well as the increase in the significance of traffic and increase in traffic volume, and on the other hand the strong regional inequalization and recession and its consequences, like decreasing of services, significant decrease in new construction and neglect of environmental management in the 1990’s and 2000’s. Declining development and its effects highlight for their part the significance of changes implemented in the cultural environment of parish villages in the 1960’s and 1970’s. Scattering, incoherence and incompleteness, as well as contradictions between typical features of new and old construction visible in the cultural environment are consequences not only of plans aimed at comprehensive renewal of cultural environment drawn up during the growth, but also of stagnating of development work due to recession. / Tiivistelmä Tarkastelen tutkimuksessani Pohjois-Pohjanmaan maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristölle ominaisia piirteitä sekä kulttuuriympäristössä tapahtuneita muutoksia. Tutkimukseni tavoitteena on selvittää, miten kirkonkylien kulttuuriympäristö on aikojen kuluessa muuttunut ja miksi: tavoitteena on rakentaa havainnollinen ja analyyttinen kuva pohjoispohjalaisten maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristöstä, sen kehityksestä ja sille eri aikoina tyypillisistä ominaispiirteistä sekä kehityksen taustalla vaikuttavista tekijöistä. Tarkastelen kirkonkylien kulttuuriympäristöä sekä osatekijöidensä kautta että kokonaisuutena. Tutkin miten eri tekijät – taajamarakenne, mittakaava ja tilarakenne, rakentamistapa, rakennusten ominaispiirteet ja taajaman suhde maisemaan – ovat muuttuneet, mikä on eri osatekijöiden todellinen painoarvo ja niiden vaikutus sekä toisiinsa että kulttuuriympäristöön kokonaisuutena. Tutkin maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristöä esimerkkien avulla. Esimerkkikohteiksi olen valinnut neljä pohjoispohjalaista kirkonkylää: Rantsilan, Kärsämäen, Tyrnävän ja Haapaveden. Kulttuuriympäristön tutkimuksessa pohjana on kulttuuriympäristön käsite ja sen määritelmä. Kulttuuriympäristön käsitteeseen sisältyvät ajallinen ulottuvuus, ajan myötä syntynyt kerroksellisuus sekä ihmisen toiminta, sen jättämät jäljet ja sen taustalla vaikuttavat tekijät. Tarkastelussa kiinnitän huomiota näkyvään, havaittavaan ympäristöön, joka myös heijastaa taustalla vaikuttavia tekijöitä, arvoja ja merkityksiä ja niiden keskinäisiä suhteita. Tarkastelen kulttuuriympäristöä laajana ja moniulotteisena, pitkän ajan kuluessa muodostuneena kerroksellisena ja alati muuttuvana kokonaisuutena, jossa eri tekijät vaikuttavat ja sulautuvat toisiinsa. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen. Analysoin maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristön historiaa ja kehitysvaiheita, kulttuuriympäristölle eri aikoina ominaisia piirteitä, kulttuuriympäristössä ajan mittaan tapahtuneita muutoksia ja niiden taustalla vaikuttavia tekijöitä kirjallisten aineistojen, eri-ikäisten valokuvien ja ilmakuvien ja niistä koostuvien kuvaparien ja kuvasarjojen, eri-ikäisten kartta-aineistojen ja niiden pohjalta laatimieni analyysikarttojen avulla sekä kirkonkylissä paikan päällä tekemieni maastoanalyysien avulla. Eri-ikäiset ja erityyppiset lähdeaineistot täydentävät toisiaan ja muodostavat kokonaisuutena monipuolisen ja ajallisesti moniulotteisen, kulttuuriympäristöä muuttuvana kokonaisuutena kuvaavan aineiston. Merkittävä osa tutkimustani on kirkonkyliin vahvistettujen rakennuskaavojen ja asemakaavojen analysointi paitsi kulttuuriympäristön kehitystä ohjaavina taustatekijöinä myös rakentamista ja kaavoitusta ohjaavien määräysten ja suunnitteluohjeiden sekä omana aikanaan vallitsevien arvojen kuvastajina. Pohjoispohjalaisten maaseutukirkonkylien kulttuuriympäristön kehityksessä näkyvinä ja toisistaan poikkeavina ajanjaksoina erottuvat kiinteän asutuksen muodostumisen aika (ennen vuotta 1860), kirkonkylien synnyn ja kasvun aika (1860–1940), jälleenrakennuskausi ja aika ennen ensimmäisten rakennuskaavojen laatimista (1940–1960), kirkonkylien voimakkaan kasvun aika rakennuskaavojen laatimisen jälkeen (1960–1990) sekä kirkonkylien eriarvoistumisen aika (1990–2008). Kulttuuriympäristön ja sen ominaispiirteiden muodostumiseen ovat taustatekijöinä vaikuttaneet toisaalta yhteiskunnallinen tilanne ja siinä tapahtuneet muutokset sekä tietoinen ohjaus, kuten asutuspolitiikka, maanjakotoimenpiteet, elinkeinojen kehittäminen, lainsäädäntö ja kaavoitus, toisaalta paikalliset olosuhteet ja niiden määrittelemät lähtökohdat, kuten sijaintipaikan ominaispiirteet sekä paikkakunnan sijainnin vaikutukset elinkeinojen kehitykseen ja väestökehitykseen. Kulttuuriympäristön kehityksessä selkeimpänä taitekohtana erottuu 1950- ja 1960-lukujen vaihde. Sen jälkeen, 1900-luvun jälkipuoliskolla, tapahtuneina muutoksina kulttuuriympäristössä näkyvät taajamarakenteelle ominaisen tilarakenteen katoaminen ja asutusrakenteessa tapahtuneet muutokset, rakennettujen alueiden ja viljelysalueiden välisissä suhteissa tapahtuneet muutokset sekä kirkonkylien keskusta-alueilla sijaitsevien viljelysalueiden katoaminen ja muuttuminen viheralueiksi, rakennuskannan – erityisesti liikerakennusten – ominaispiirteiden muutokset sekä tieympäristön ja katutilan mittakaavan muutokset. Kulttuuriympäristön kehitykseen merkittävimmin vaikuttaneina taustatekijöinä korostuvat 1900-luvun jälkipuoliskolla tapahtuneet yhteiskunnalliset ja elinkeinopoliittiset muutokset: toisaalta kirkonkylien nopea kasvu kuntakeskuksiksi 1960- ja 1970-luvuilla ja sen myötä tapahtunut asukasluvun kasvu, palvelujen lisääntyminen ja keskittyminen sekä liikenteen merkityksen lisääntyminen ja liikennemäärien kasvu, ja toisaalta 1990- ja 2000-luvuilla voimakas alueellinen eriarvoistuminen sekä taantuma ja sen seuraukset, kuten palvelujen vähentyminen, uudisrakentamisen määrän huomattava vähentyminen ja ympäristön hoidon laiminlyönti. Taantuva kehitys ja sen vaikutukset korostavat osaltaan kirkonkylien kulttuuriympäristössä 1960- ja 1970-lukujen kuluessa toteutettujen muutosten merkitystä. Kulttuuriympäristössä näkyvä hajanaisuus, epäyhtenäisyys ja keskeneräisyys sekä uudelle ja vanhalle rakentamiselle tyypillisten ominaispiirteiden väliset ristiriitaisuudet ovat seurausta paitsi kasvun aikana laadituista kulttuuriympäristön kokonaisvaltaiseen uudistamiseen tähtäävistä suunnitelmista myös kehittämistyön pysähtymisestä taantuman myötä.

Magneto-transport study on high mobility electron systems in both 2D- and 3D- case has attracted intense attention in past decades. This thesis focuses on the magnetoresistance behavior in 3D topological insulator Bi2Te3 and GaAs/AlGaAs 2D electron system at low magnetic field range 0.4T the first drop at T~3.4K to tndium superconductor and considered the second drop at lower temperature as the proximity effect that occurred near the interface between these two materials. On the other hand, GaAs/AlGaAs heterostructure, as a III-V semiconductor family, has been extensively studied for exploring many interesting phenomena due to the extremely high electron mobility up to 10^7 cm^2/Vs. In this thesis, two interesting phenomena are present and discussed in a GaAs/AlGaAs system, which are the electron heating induced tunable giant magnetoresistance study and phase inversion in Shubnikov-de Haas oscillation study, respectively. By applying elevated supplementary dc current bias, we found a tunable giant magnetoresistance phenomenon which is progressively changed from positive to giant negative magnetoresistance. The observed giant magnetoresistance is successfully simulated with a two-term Drude model at all different dc biases, I_{dc}, and temperature, T. In addition, as increasing the dc current bias, a phase inversion behavior was observed in Shubnikov-de Haas oscillation, which was further demonstrated by the simulation with an exponential damped cosine function. This thesis also presents an ongoing project, which is the observation and fabrication of 2D layered materials. The studied 2D layered materials includes graphene, biron nitride, Molybdenum disulfide, etc. At the end, a future work about fabrication of the 2D layered materials devices as well as the suggestion about the measurement are discussed.

Les panneaux en bois lamellé croisé (en anglais CLT - Cross Laminated Timber) sont des éléments de structure composés de couches en bois collées entre eleese et empilées de façon croisée. Chaque couche est composée de planches en bois juxtaposées et généralement non collées sur leur chants. Dans cette thèse, nous étudions l'influence sur le comportement mécanique des espacements entre planches des panneaux avec une approche par modélisation et expérimentation. Les panneaux CLT standard sont considérés comme des panneaux avec des espacements de très faible dimension par opposition aux panneaux avec espacements importants que nous appelons panneaux innovants. Nous modélisons dans un premier temps le comportement en flexion de panneaux standard à l'aide d'un modèle de couche homogène équivalente basée sur des hypothèses simplifiées de la mécanique d'une couche avec chants collés ou non collés. Nous observons un bon accord entre les résultats de notre modélisation et des résultats expérimentaux issus de la littérature. Des études paramétriques sont ensuite réalisés portant sur certaines propriétés des panneaux.Nous avons ensuite réalisé des essais de flexion 4-points sur des panneaux CLT standard et innovants pour quantifier l'influence des espacements sur la réponse mécanique des panneaux. Il se trouve que l'influence des effets de cisaillement transverse sur le comportement élastique et à la rupture augmente avec l'augmentation des vides dans le panneau.Afin de prendre correctement en compte les effets du cisaillement, les CLT espacés sont modélisés comme des plaques épaisses périodiques à l'aide d'un modèle de plaque d'ordre supérieur. Ce modèle a été appliqué à la géométrie des panneaux CLT espacés avec un schéma d'homogénéisation périodique. Des méthodes simplifiées existantes ont également été comparées avec les résultats des essais et le modèle de plaque. De plus, des résultats d'essais de cisaillement dans le plan des panneaux CLT standard issus de la littérature ont été comparés avec nos résultats. La raideur de flexion des CLT espacés peut être prédite avec des méthodes simples existantes, alors que seule la modélisation que nous proposons permet de prédire le comportement en cisaillement transverse et dans le plan. Finalement, des formules analytiques ont été obtenues pour prédire le comportement élastique des CLT espacés. Ces formules donnent une bonne approximation u comportement des CLT espacés et peuvent être utilisées dans le cadre d'une démarche pratique de dimensionnement.Enfin, une étude concernant l'analyse du comportement au feu des panneaux CLT standard est présentée. La comparaison entre des résultats d'essais au feu et une modélisations avancée et simplifiée a permis de proposer une possible amélioration de la méthode de dimensionnement au feu standard / Cross Laminated Timber (CLT, or crosslam) panels are engineered timber products composed of layers made of wooden lamellas placed side by side, glued on their upperand lower faces and stacked crosswise. In the present thesis, the influence of lateral spaces between lamellas of each layer on the panel’s mechanical response is investigated with modeling and tests. Both configurations of standard panels having short spaces and innovative CLT panels with large spaces are analyzed.As a first approach, the bending behavior of standard crosslam was modeled by means of an equivalent-layer model based on simplified hypotheses on mechanical properties of laterally glued or unglued layers. The good agreement of the predicted behavior with an experiment of the literature finally allowed an investigation on several CLT properties by means of parameter studies.Then, 4-points bending tests on standard and innovative CLT floors were performed in order to quantify the influence of periodic spaces on the panels' mechanical response. It appears that the influence of transverse shear effects on the elastic and failure behavior of spaced CLT increases with the increasing spaces between boards.In order to take into account transverse shear effects, spaced CLT have been modeled as periodic thick plates by means of a higher-order plate theory for laminated plates. This model has been applied to the geometry of spaced CLT with a periodic homogenization scheme. Existing simplified methods for spaced crosslam were compared as well with refined modeling and test results. Moreover, available in-plane shear tests of the literature have been compared to the modeling results. It appears that the bending behavior of spaced CLT can be predicted with simplified existing approaches, while only the more refined modeling can predict the in-plane and transverse shear behavior. Then, closed-form solutions for predicting spaced CLT elastic behavior were derived in order to encourage the application of spaced CLT panels in modern timber construction.One further study within this thesis concerns the analysis of fire-exposed standard CLT floors. The comparison between test results and both advanced and simplified modeling led to a suggestion for a possible improvement the standard fire design model

With the dwindling availability of petroleum, focus has shifted to renewable energy sources such as lignocellulosic biomass. Lignocellulosic biomass is composed of three main constituents, lignin, cellulose and hemicellulose. Due to the low value of cellulosic ethanol, utilization of the lignin component is necessary for the realization of an economically sustainable biorefinery model. Once depolymerized, lignin has the potential to replace petroleum-derived molecules used as bulk and specialty aromatic chemicals. Numerous lignin depolymerization strategies focus on cleavage of β-aryl ether linkages, usually at high temperatures and under reductive conditions. Alternatively, selective benzylic oxidation strategies have recently been explored for lignin and lignin models. In this work, heterogeneous catalytic methods using supported base metals and layered-double hydroxides were evaluated for the oxidation of lignin models both before and after benzylic oxidation. Additionally, by studying putative reaction intermediates, insights were gained into the mechanisms of oxidative fragmentation of the model compounds. Generally, it was found that after benzylic oxidation models were more susceptible to oxidative fragmentation. Indeed, several heterogeneous oxidation systems were found to convert lignin models to oxygenated aryl monomers (mainly benzoic acids and phenols) using inexpensive primary oxidants (i.e., hydrogen peroxide and molecular oxygen). Reactions were conducted at relatively mild temperatures and at low oxygen concentrations for the purpose of an easy transition to large-scale experiments. Finally, the catalytic systems that resulted in significant cleavage of lignin models were applied to a Kraft lignin. Oxidation of Kraft lignin resulted a mixture of products for which analytical data and increased solubility are consistent with interunit cleavage within the lignin macromolecule.

Identifying principles of water movement in the shallow subsurface is crucial for adequate process-based hydrological models. Hillslopes are the essential interface for water movement in catchments. The shallow subsurface on slopes typically consists of different layers with varying characteristics. The aim of this study was to draw conclusions about the infiltration behaviour, to identify water flow pathways and derive some general interpretations for the validity of the water movement on a hillslope with periglacial slope deposits (cover beds), where the layers differ in their sedimentological and hydrological properties. Especially the described varying influence of the basal layer (LB) as an impeding layer on the one hand and as a remarkable pathway for rapid subsurface stormflow on the other. We used a time lapse 3-D electrical resistivity tomography (ERT) approach combined with punctual hydrometric data to trace the spreading and the progression of an irrigation plume in layered slope deposits during two irrigation experiments. This multi-technical approach enables us to connect the high spatial resolution of the 3-D ERT with the high temporal resolution of the hydrometric devices. Infiltration through the uppermost layer was dominated by preferential flow, whereas the water flow in the deeper layers was mainly matrix flow. Subsurface stormflow due to impeding characteristic of the underlying layer occurs in form of organic layer interflow and at the interface to the first basal layer (LB1). However, the main driving factor for subsurface stormflow is the formation of a capillary barrier at the interface to the second basal layer (LB2). The capillary barrier prevents water from entering the deeper layer under unsaturated conditions and diverts the seepage water according to the slope inclination. With higher saturation, the capillary barrier breaks down and water reaches the highly conductive deeper layer. This highlights the importance of the capillary barrier effect for the prevention or activation of different flow pathways under variable hydrological conditions.