182 research outputs found
Towards greener batteries: sustainable components and materials for next-generation batteries
No full textBatteries are the main component of many electrical systems, and due to the elevated consumption of electric vehicles and portable electronic devices, they are the dominant and most rapidly growing energy storage technology. Consequently, they are set to play a crucial role in meeting the goal of cutting greenhouse gas emissions to achieve more sustainable societies. In this critical report, a rational basic-to-advanced compilation study of the effectiveness, techno-feasibility, and sustainability aspects of innovative greener manufacturing technologies and processes that deliver each battery component (anodes, cathodes, electrolytes, and separators) is accomplished, aiming to improve battery safety and the circularity of end-products. Special attention is given to biomass-derived anode materials and bio-based separators utilization that indicates excellent prospects considering green chemistry, greener binders, and energy storage applications. To fully reach this potential, one of the most promising ways to achieve sustainable batteries involves biomass-based electrodes and non-flammable and non-toxic electrolytes used in lithium-ion batteries and other chemistries, where the potential of a greener approach is highly beneficial, and challenges are addressed. The crucial obstacles related to the successful fabrication of greener batteries and potential future research directions are highlighted. Bridging the gap between fundamental and experimental research will provide critical insights and explore the potential of greener batteries as one of the frontrunners in the uptake of sustainability and value-added products in the battery markets of the future
Metaboliseen oireyhtymään liittyvien ominaisuuksien genetiikkaa ja molekyyliepidemiologiaa : Tarkastelun kohteena kolesterolilääkkeiden ja rasvamaksan aineenvaihduntavaikutukset sekä perimän vaikutus verenkierron tulehdusmerkkiaineisiin
No full textAbstractMetabolic syndrome is a constellation of metabolic abnormalities predisposing to cardiovascular diseases (CVD), type 2 diabetes, and increased mortality. Due to the high prevalence and severe co-morbidities, metabolic syndrome constitutes a major burden for both public health and the global economy. Improved understanding of the detailed molecular mechanisms could provide novel strategies for the treatment and preferably prevention of the metabolic syndrome-related health issues.Recent advancements in ‘omics’ technologies have facilitated the development of novel tools to examine the links between genetic variation and human health. The new techniques allow determination of millions of genotypes or quantification of hundreds of metabolic measures from a single blood sample. In this thesis, genomics and metabolomics approaches are coupled to improve our understanding of the metabolic syndrome-related health issues. More precisely, my projects evaluate the metabolic effects of two lipid-lowering therapies and non-alcoholic fatty liver, as well as assess genetic determinants of chronic inflammation.The present results indicate generally consistent metabolic effects of statins and proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) genetic inhibition. The subtle discrepancies observed could potentially contribute to differences in the efficacy to lower CVD risk between statins and PCSK9 inhibitors. The dissimilar metabolic effects of the four genetic variants that increase the risk of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) highlight the heterogeneity of the molecular mechanisms involved in NAFLD pathogenesis. The results further suggest that fatty liver by itself might not promote unfavourable metabolic aberrations associated with fatty liver on a population level. The newly identified loci associating with inflammatory phenotypes elucidate the genetic mechanisms contributing to the inflammatory load. In particular, the present results suggest the important role of the locus determining the ABO blood types in the regulation of the soluble adhesion molecule levels.To conclude, this thesis successfully complements the knowledge of the molecular mechanisms involved in metabolic syndrome-related traits and provides examples of how to couple omics technologies in the study of complex traits or in the evaluation of drug effects.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Sliz, E., Kettunen, J., Holmes, M. V., Williams, C. O., Boachie, C., Wang, Q., … Würtz, P. (2018). Metabolomic Consequences of Genetic Inhibition of PCSK9 Compared With Statin Treatment. Circulation, 138(22), 2499–2512. https://doi.org/10.1161/circulationaha.118.034942Self-archived versionSliz, E., Sebert, S., Würtz, P., Kangas, A. J., Soininen, P., Lehtimäki, T., … Kettunen, J. (2018). NAFLD risk alleles in PNPLA3, TM6SF2, GCKR and LYPLAL1 show divergent metabolic effects. Human Molecular Genetics, 27(12), 2214–2223. https://doi.org/10.1093/hmg/ddy124Self-archived versionSliz, E., Kalaoja, M., Ahola-Olli, A., Raitakari, O., Perola, M., Salomaa, V., … Kettunen, J. (2019). Genome-wide association study identifies seven novel loci associating with circulating cytokines and cell adhesion molecules in Finns. Journal of Medical Genetics, 56(9), 607–616. https://doi.org/10.1136/jmedgenet-2018-105965Self-archived versionTiivistelmäMetabolinen oireyhtymä on tila, jossa useiden aineenvaihdunnallisten riskitekijöiden kasautuminen suurentaa riskiä sairastua tyypin 2 diabetekseen ja sydän- ja verisuonitauteihin sekä lisää kokonaiskuolleisuutta. Vakavista liitännäissairauksista ja suuresta esiintyvyydestä johtuen metabolinen oireyhtymä kuormittaa merkittävästi sekä terveydenhuoltoa että kansantaloutta. Jotta metabolisen oireyhtymän hoitoon ja ennaltaehkäisyyn voitaisiin kehittää uusia keinoja, on tärkeää ymmärtää paremmin oireyhtymän syntyyn vaikuttavat täsmälliset molekyylimekanismit.Niin sanottujen ’omiikka-tekniikoiden’ viimeaikainen kehitys tarjoaa uusia mahdollisuuksia tutkia geenimuutosten vaikutuksia terveyteen. Uusien tekniikoiden avulla voidaan määrittää miljoonia genotyyppejä tai satoja aineenvaihdunnan merkkiaineita yhdestä verinäytteestä. Tässä väitöskirjatyössä yhdistetään genomiikan ja metabolomiikan menetelmiä metaboliseen oireyhtymään liittyvien terveysongelmien tutkimiseksi. Väitöskirjani osatöissä arvioin kahden lipidilääkkeen sekä ei-alkoholiperäisen rasvamaksan aineenvaihdunnallisia vaikutuksia sekä pyrin tunnistamaan krooniseen tulehdukseen vaikuttavia geneettisiä tekijöitä.Tulosten mukaan statiinien ja PCSK9:n (engl. proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) geneettisen eston aineenvaihduntavaikutukset ovat hyvin samankaltaiset. Kuitenkin havaitut pienet poikkeavuudet tietyissä merkkiaineissa voivat vaikuttaa eroavaisuuksiin siinä, kuinka tehokkaasti lääkeaineet alentavat sydäntautiriskiä. Suuret erot rasvamaksan riskiä lisäävien geenimuutosten vaikutuksissa aineenvaihduntaan korostavat rasvamaksaan liittyvien molekyylimekanismien monimuotoisuutta. Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että rasvan kertyminen maksaan ei luultavasti itsessään aiheuta suuria muutoksia verenkierron aineenvaihduntatuotteiden pitoisuuksiin. Tulehdusmerkkiaineisiin assosioituvat uudet geenialueet täydentävät tulehduksen molekyylimekanismeihin liittyvää tietoa. Tulokset korostavat ABO-veriryhmän määräävän geenin vaikutusta liukoisten adheesiomolekyylien pitoisuuksiin.Kaiken kaikkiaan väitöskirjan osatyöt tuovat uutta tietoa metaboliseen oireyhtymään liittyvien terveysongelmien molekyylimekanismeihin. Projektit havainnollistavat, miten omiikka-tekniikoita voidaan hyödyntää monitekijäisten fenotyyppien tutkimuksessa sekä lääkeaineiden aineenvaihduntavaikutusten arvioinnissa.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Sliz, E., Kettunen, J., Holmes, M. V., Williams, C. O., Boachie, C., Wang, Q., … Würtz, P. (2018). Metabolomic Consequences of Genetic Inhibition of PCSK9 Compared With Statin Treatment. Circulation, 138(22), 2499–2512. https://doi.org/10.1161/circulationaha.118.034942Rinnakkaistallennettu versioSliz, E., Sebert, S., Würtz, P., Kangas, A. J., Soininen, P., Lehtimäki, T., … Kettunen, J. (2018). NAFLD risk alleles in PNPLA3, TM6SF2, GCKR and LYPLAL1 show divergent metabolic effects. Human Molecular Genetics, 27(12), 2214–2223. https://doi.org/10.1093/hmg/ddy124Rinnakkaistallennettu versioSliz, E., Kalaoja, M., Ahola-Olli, A., Raitakari, O., Perola, M., Salomaa, V., … Kettunen, J. (2019). Genome-wide association study identifies seven novel loci associating with circulating cytokines and cell adhesion molecules in Finns. Journal of Medical Genetics, 56(9), 607–616. https://doi.org/10.1136/jmedgenet-2018-105965Rinnakkaistallennettu versioAcademic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium P117 (Aapistie 5B), on 24 May 2019, at 12 noonAbstract
Metabolic syndrome is a constellation of metabolic abnormalities predisposing to cardiovascular diseases (CVD), type 2 diabetes, and increased mortality. Due to the high prevalence and severe co-morbidities, metabolic syndrome constitutes a major burden for both public health and the global economy. Improved understanding of the detailed molecular mechanisms could provide novel strategies for the treatment and preferably prevention of the metabolic syndrome-related health issues.
Recent advancements in ‘omics’ technologies have facilitated the development of novel tools to examine the links between genetic variation and human health. The new techniques allow determination of millions of genotypes or quantification of hundreds of metabolic measures from a single blood sample. In this thesis, genomics and metabolomics approaches are coupled to improve our understanding of the metabolic syndrome-related health issues. More precisely, my projects evaluate the metabolic effects of two lipid-lowering therapies and non-alcoholic fatty liver, as well as assess genetic determinants of chronic inflammation.
The present results indicate generally consistent metabolic effects of statins and proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) genetic inhibition. The subtle discrepancies observed could potentially contribute to differences in the efficacy to lower CVD risk between statins and PCSK9 inhibitors. The dissimilar metabolic effects of the four genetic variants that increase the risk of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) highlight the heterogeneity of the molecular mechanisms involved in NAFLD pathogenesis. The results further suggest that fatty liver by itself might not promote unfavourable metabolic aberrations associated with fatty liver on a population level. The newly identified loci associating with inflammatory phenotypes elucidate the genetic mechanisms contributing to the inflammatory load. In particular, the present results suggest the important role of the locus determining the ABO blood types in the regulation of the soluble adhesion molecule levels.
To conclude, this thesis successfully complements the knowledge of the molecular mechanisms involved in metabolic syndrome-related traits and provides examples of how to couple omics technologies in the study of complex traits or in the evaluation of drug effects.Tiivistelmä
Metabolinen oireyhtymä on tila, jossa useiden aineenvaihdunnallisten riskitekijöiden kasautuminen suurentaa riskiä sairastua tyypin 2 diabetekseen ja sydän- ja verisuonitauteihin sekä lisää kokonaiskuolleisuutta. Vakavista liitännäissairauksista ja suuresta esiintyvyydestä johtuen metabolinen oireyhtymä kuormittaa merkittävästi sekä terveydenhuoltoa että kansantaloutta. Jotta metabolisen oireyhtymän hoitoon ja ennaltaehkäisyyn voitaisiin kehittää uusia keinoja, on tärkeää ymmärtää paremmin oireyhtymän syntyyn vaikuttavat täsmälliset molekyylimekanismit.
Niin sanottujen ’omiikka-tekniikoiden’ viimeaikainen kehitys tarjoaa uusia mahdollisuuksia tutkia geenimuutosten vaikutuksia terveyteen. Uusien tekniikoiden avulla voidaan määrittää miljoonia genotyyppejä tai satoja aineenvaihdunnan merkkiaineita yhdestä verinäytteestä. Tässä väitöskirjatyössä yhdistetään genomiikan ja metabolomiikan menetelmiä metaboliseen oireyhtymään liittyvien terveysongelmien tutkimiseksi. Väitöskirjani osatöissä arvioin kahden lipidilääkkeen sekä ei-alkoholiperäisen rasvamaksan aineenvaihdunnallisia vaikutuksia sekä pyrin tunnistamaan krooniseen tulehdukseen vaikuttavia geneettisiä tekijöitä.
Tulosten mukaan statiinien ja PCSK9:n (engl. proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) geneettisen eston aineenvaihduntavaikutukset ovat hyvin samankaltaiset. Kuitenkin havaitut pienet poikkeavuudet tietyissä merkkiaineissa voivat vaikuttaa eroavaisuuksiin siinä, kuinka tehokkaasti lääkeaineet alentavat sydäntautiriskiä. Suuret erot rasvamaksan riskiä lisäävien geenimuutosten vaikutuksissa aineenvaihduntaan korostavat rasvamaksaan liittyvien molekyylimekanismien monimuotoisuutta. Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että rasvan kertyminen maksaan ei luultavasti itsessään aiheuta suuria muutoksia verenkierron aineenvaihduntatuotteiden pitoisuuksiin. Tulehdusmerkkiaineisiin assosioituvat uudet geenialueet täydentävät tulehduksen molekyylimekanismeihin liittyvää tietoa. Tulokset korostavat ABO-veriryhmän määräävän geenin vaikutusta liukoisten adheesiomolekyylien pitoisuuksiin.
Kaiken kaikkiaan väitöskirjan osatyöt tuovat uutta tietoa metaboliseen oireyhtymään liittyvien terveysongelmien molekyylimekanismeihin. Projektit havainnollistavat, miten omiikka-tekniikoita voidaan hyödyntää monitekijäisten fenotyyppien tutkimuksessa sekä lääkeaineiden aineenvaihduntavaikutusten arvioinnissa
Screen-Printed Composite LiFePO4-LLZO Cathodes Towards Solid-State Li-ion Batteries
No full textLiFePO4(LFP) is widely used as cathode material for its low cost, high safety, and good thermal properties. It is one of the most exploited cathode materials for commercial Li-ion batteries (LIBs). Herein, we present a screen-printing method to prepare a LFP composite cathode, and a rational combination of the typical composite solid electrolytes (CSE) consisting of polyethylene oxide (PEO)/Li-salt (LiTFSi) electrolyte with ceramic filler (LLZO or Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)) has been successfully demonstrated for SSB. The prepared CSE offers: i) a promising ionic conductivity (0.425 mS cm(-1) at 60(degrees)C), ii) a wide electrochemical window (>4.6 V), iii) a high Li-ion transference number (tLi(+)=0.44), iv) a good interfacial compatibility with the electrode, v) a good thermal stability, and vi) a high chemical stability toward Li metal anode. The Li/CSE/Li symmetric cells can be cycled for more than 1000 h without Li-dendrites growth at a current density of 0.2 mA cm(-2). The final cell screen-printed LFP composite cathode (LFP+LLZO)//Li metal displays a high reversible specific capacity of 140 mAh g(-1) (0.1 C) and 50 mAh g(-1) (0.5 C) after 1(st) and 500th cycles
Painoteknisesti valmistettavat komponentit optiikan ja elektroniikan sovelluksiin
No full textAbstractThis thesis investigates how printing methods can be used to fabricate components for optics and electronics applications. Three different components were chosen, in order to demonstrate the technology’s versatility: a microlens array, a memristor and a double-sided capacitive sensor. While the work focused on design and fabrication aspects, the components’ functionality was also verified through appropriate methods.Polymer microlens arrays were fabricated by inkjet printing on both polyethylene terephthalate and glass substrates, and their physical characteristics were inspected. After additional investigation, the lens array fabricated on a glass substrate was determined to have imaging quality equal to the commercial glass reference, thus becoming a viable cost-effective alternative to an expensive glass lens array.The memristors were fabricated solely through inkjet printing. The fabricated structure had a TiOx layer printed between two silver electrodes. The physical and electrical properties of the fabricated samples were characterized. The memristivity of the component was proven functional, making the memristor one of the first fully inkjet printed ones.The third component was a screen-printed double-sided capacitive sensor. It was fabricated on an air filter to monitor the filter’s dirtiness level. One side of the sensor reacted to the particle accumulation, and the other side acted as a reference to provide better selectivity. By measuring the capacitance difference between the two sides, the dirtiness level could be determined case-by-case. The sensor concept was evaluated with a simple lint-placement test, and with a vacuum cleaner to achieve proper air flow through the filter. The experiments complemented each other, as an increase in the capacitance difference was observed in both tests.The obtained results and implemented components exemplify the great potential and variety of printed intelligence in many fields of research, and their eventual impact on our everyday life.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Vilmi, P., Myllylä, R., & Fabritius, T. (2013). Inkjet printed microlens array on patterned substrate. In G. von Freymann, W. V. Schoenfeld, & R. C. Rumpf (Eds.), Advanced Fabrication Technologies for Micro/Nano Optics and Photonics VI. SPIE. https://doi.org/10.1117/12.2001045Vilmi, P., Varjo, S., Sliz, R., Hannuksela, J., & Fabritius, T. (2015). Disposable optics for microscopy diagnostics. Scientific Reports, 5(1). https://doi.org/10.1038/srep16957Vilmi, P., Nelo, M., Voutilainen, J.-V., Palosaari, J., Pörhönen, J., Tuukkanen, S., Jantunen, H., Juuti, J., & Fabritius, T. (2016). Fully printed memristors for a self-sustainable recorder of mechanical energy. Flexible and Printed Electronics, 1(2), 025002. https://doi.org/10.1088/2058-8585/1/2/025002Vilmi, P., Sliz, R., & Fabritius, T. (2020). Double-sided environmental sensor for high-efficiency particulate air filter. 2020 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). https://doi.org/10.1109/i2mtc43012.2020.9128647Self-archived versionVilmi, P., Schuss, C., Hannila, E., Sliz, R., & Fabritius, T. (2021). Printed dust accumulation sensing system for air filters. Manuscript in preparation.TiivistelmäTässä väitöskirjassa tutkitaan, kuinka painomenetelmillä voidaan valmistaa komponentteja optiikan ja elektroniikan sovelluksiin. Tutkimukseen valittiin kolme erilaista komponenttia osoittamaan painomenetelmien monipuolisuutta: mikrolinssimatriisi, memristori ja kaksipuolinen kapasitiivinen anturi. Suunnittelu ja valmistus pidettiin työn painopisteenä, mutta myös komponenttien toimivuus varmistettiin asianmukaisin menetelmin.Polymeerimikrolinssit valmistettiin mustesuihkutulostuksella sekä polyetyleenitereftalaatti- että lasisubstraatille, ja niiden fyysisiä ominaisuuksia tutkittiin. Lasisubstraatille valmistetun linssimatriisin kuvantamisominaisuuksia tutkittaessa todettiin niiden olevan samantasoisia kuin kaupallisella lasilinssimatriisilla. Huomattavasti matalampien valmistuskustannuksien vuoksi polymeerilinssit ovat kustannustehokas vaihtoehto kalliille lasilinsseille.Memristorien valmistukseen käytettiin pelkästään mustesuihkutulostusta. Memristorin kerrosrakenteessa on kahden hopeakerroksen välissä ohut TiOx-kerros. Valmistettujen näytteiden fyysisiä ja sähköisiä ominaisuuksia tutkittiin. Komponentti todettiin memristiiviseksi, ja oli näin ollen yksi ensimmäisistä täysin mustesuihkutulostuksella valmistetuista.Kolmas komponentti oli silkkipainolla valmistettu kaksipuolinen kapasitiivinen anturi, joka painettiin ilmansuodattimen pintaan havainnoimaan suodattimen likaisuutta. Anturin toinen puoli reagoi hiukkasten kertymiseen suodattimen pintaan ja toinen puoli toimii referenssinä selektiivisyyden parantamiseksi. Mittaamalla kapasitanssiero puolien välillä, likaisuus voidaan määrittää tapauskohtaisesti. Konseptia testattiin yksinkertaisella nukkatestillä ja pölynimurilla, jolla saatiin ilmavirta suodattimen läpi. Testit täydensivät toisiaan, sillä kapasitanssieron kasvu havaittiin molemmissa testeissä.Työn tulokset ja toteutetut komponentit havainnollistavat painettavan älykkyyden loistavia mahdollisuuksia ja monipuolisuutta niin tieteen eri aloilla kuin ihmisten arkipäivän elämässä.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Vilmi, P., Myllylä, R., & Fabritius, T. (2013). Inkjet printed microlens array on patterned substrate. In G. von Freymann, W. V. Schoenfeld, & R. C. Rumpf (Eds.), Advanced Fabrication Technologies for Micro/Nano Optics and Photonics VI. SPIE. https://doi.org/10.1117/12.2001045Vilmi, P., Varjo, S., Sliz, R., Hannuksela, J., & Fabritius, T. (2015). Disposable optics for microscopy diagnostics. Scientific Reports, 5(1). https://doi.org/10.1038/srep16957Vilmi, P., Nelo, M., Voutilainen, J.-V., Palosaari, J., Pörhönen, J., Tuukkanen, S., Jantunen, H., Juuti, J., & Fabritius, T. (2016). Fully printed memristors for a self-sustainable recorder of mechanical energy. Flexible and Printed Electronics, 1(2), 025002. https://doi.org/10.1088/2058-8585/1/2/025002Vilmi, P., Sliz, R., & Fabritius, T. (2020). Double-sided environmental sensor for high-efficiency particulate air filter. 2020 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). https://doi.org/10.1109/i2mtc43012.2020.9128647Rinnakkaistallennettu versioVilmi, P., Schuss, C., Hannila, E., Sliz, R., & Fabritius, T. (2021). Printed dust accumulation sensing system for air filters. Manuscript in preparation.Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Information Technology and Electrical Engineering of the University of Oulu for public defence in Martti Ahtisaari -sali (L2), Linnanmaa, on 26 February 2021, at 12 noonAbstract
This thesis investigates how printing methods can be used to fabricate components for optics and electronics applications. Three different components were chosen, in order to demonstrate the technology’s versatility: a microlens array, a memristor and a double-sided capacitive sensor. While the work focused on design and fabrication aspects, the components’ functionality was also verified through appropriate methods.
Polymer microlens arrays were fabricated by inkjet printing on both polyethylene terephthalate and glass substrates, and their physical characteristics were inspected. After additional investigation, the lens array fabricated on a glass substrate was determined to have imaging quality equal to the commercial glass reference, thus becoming a viable cost-effective alternative to an expensive glass lens array.
The memristors were fabricated solely through inkjet printing. The fabricated structure had a TiOx layer printed between two silver electrodes. The physical and electrical properties of the fabricated samples were characterized. The memristivity of the component was proven functional, making the memristor one of the first fully inkjet printed ones.
The third component was a screen-printed double-sided capacitive sensor. It was fabricated on an air filter to monitor the filter’s dirtiness level. One side of the sensor reacted to the particle accumulation, and the other side acted as a reference to provide better selectivity. By measuring the capacitance difference between the two sides, the dirtiness level could be determined case-by-case. The sensor concept was evaluated with a simple lint-placement test, and with a vacuum cleaner to achieve proper air flow through the filter. The experiments complemented each other, as an increase in the capacitance difference was observed in both tests.
The obtained results and implemented components exemplify the great potential and variety of printed intelligence in many fields of research, and their eventual impact on our everyday life.Tiivistelmä
Tässä väitöskirjassa tutkitaan, kuinka painomenetelmillä voidaan valmistaa komponentteja optiikan ja elektroniikan sovelluksiin. Tutkimukseen valittiin kolme erilaista komponenttia osoittamaan painomenetelmien monipuolisuutta: mikrolinssimatriisi, memristori ja kaksipuolinen kapasitiivinen anturi. Suunnittelu ja valmistus pidettiin työn painopisteenä, mutta myös komponenttien toimivuus varmistettiin asianmukaisin menetelmin.
Polymeerimikrolinssit valmistettiin mustesuihkutulostuksella sekä polyetyleenitereftalaatti- että lasisubstraatille, ja niiden fyysisiä ominaisuuksia tutkittiin. Lasisubstraatille valmistetun linssimatriisin kuvantamisominaisuuksia tutkittaessa todettiin niiden olevan samantasoisia kuin kaupallisella lasilinssimatriisilla. Huomattavasti matalampien valmistuskustannuksien vuoksi polymeerilinssit ovat kustannustehokas vaihtoehto kalliille lasilinsseille.
Memristorien valmistukseen käytettiin pelkästään mustesuihkutulostusta. Memristorin kerrosrakenteessa on kahden hopeakerroksen välissä ohut TiOx-kerros. Valmistettujen näytteiden fyysisiä ja sähköisiä ominaisuuksia tutkittiin. Komponentti todettiin memristiiviseksi, ja oli näin ollen yksi ensimmäisistä täysin mustesuihkutulostuksella valmistetuista.
Kolmas komponentti oli silkkipainolla valmistettu kaksipuolinen kapasitiivinen anturi, joka painettiin ilmansuodattimen pintaan havainnoimaan suodattimen likaisuutta. Anturin toinen puoli reagoi hiukkasten kertymiseen suodattimen pintaan ja toinen puoli toimii referenssinä selektiivisyyden parantamiseksi. Mittaamalla kapasitanssiero puolien välillä, likaisuus voidaan määrittää tapauskohtaisesti. Konseptia testattiin yksinkertaisella nukkatestillä ja pölynimurilla, jolla saatiin ilmavirta suodattimen läpi. Testit täydensivät toisiaan, sillä kapasitanssieron kasvu havaittiin molemmissa testeissä.
Työn tulokset ja toteutetut komponentit havainnollistavat painettavan älykkyyden loistavia mahdollisuuksia ja monipuolisuutta niin tieteen eri aloilla kuin ihmisten arkipäivän elämässä
First interpretation of phonon spectra of quaternary solid solutions using fine structure far-IR reflectivity by synchrotron radiation
No full textIn this work, we present and discuss far-infrared (FIR) reflectivity spectra obtained using infrared synchrotron radiation in different ZnxCdyHg1-x-yTe (ZMCT) quaternary alloys. Reffectivity spectra were measured at the DAFNE-light facility of the INFN-LNF with samples placed under vacuum inside a BRUKER Equinox 55 interferometer. Samples were cooled in a helium cryostat in a temperature range from about 20 K to 300 K. The obtained spectra were standard Kramers-Kronig transformed to obtain the imaginary part of the dielectric functions, then unfolded into a set of Lorentzian oscillators. The fitting procedure yields a total of 21 lines in the ZnxCdyHg1-x-yTe reflection spectra of these quaternary alloys. Sixteen lines have been correlated to ternary spectral contributions of the different components: CdHgTe, ZnHgTe and CdZnTe (with a precision of +/- 1.5cm(-1)). In the wave number range between 108 cm(-1) and 190 cm(-1) the oscillator frequencies have been attributed to the spectral lines of these quaternary alloys. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved
Methods for the Segmentation and Recognition of Value in an Analogue Electrical Meter
No full textThe paper discusses image processing methods applicable for reading the values indicated by single-phase, analog electrical meters commonly used in the home. The principle of an analog meter is introduced, and relevant image processing techniques are described in detail. In this context, the author characterize methods for segmenting the dial and, subsequently, the individual digits. The final sections of the article present several approaches to character recognition and comparison of these methods. The recognition accuracy of 89.4% was obtained thanks to the use of a multilayer neural network.Článek pojednává o metodách zpracování obrazu s účelem odečtení hodnoty počítadla analogového elektroměru. Je uveden princip funkce analogového elektroměru. Článek se zabývá pouze jednofázovými typy, které jsou běžné v domácnostech. Hlavní částí je popis metod zpracování obrazu. Jsou popsány metody nejprve segmentace číselníku a následně segmentace jednotlivých číslic. V poslední části je rozebráno několik metod rozpoznání znaků a porovnání těchto metod. Bylo dosaženo přesnosti 89,4% rozpoznání znaku s využitím vícevrstvé neuronové sítě
Double-sided environmental sensor for high-efficiency particulate air filter
No full textAbstract
A capacitive environmental sensor pair is fabricated on a High-Efficient Particulate Air (HEPA) filter. The sensors are fabricated on both sides of the filter. The front side sensor is exposed to the conditions of the dirty side of a filter while the other is used as a reference on the back side. The capacitances on both sensors are measured to analyze particulate accumulation on the filter. It is observed that the capacitance of the front side sensor changes significantly, when the filter becomes dirty, whilst the reference capacitance has a minor change. The capacitance difference between the sensors was up to 45 %. After cleaning the filter, the capacitance values returned to the initial level on both sides. The proposed sensor concept is capable for a quantitative online monitoring of air filter condition, enabling interesting possibilities in IoT based automation systems
- …
