Biofizyka 07-NB-BIOF-SP5
Wykłady:
Elementy kinematyki ruchu w układach kolektywnych z odniesieniem do nanoskali czasowo-przesrzennej i energetycznej. Elementy biomechaniki w układzie z rozpraszaniem energii kinetycznej w nanoskali czasowo-przesrzennej. Elementy biomechaniki w układzie z rozpraszaniem energii kinetycznej na przykładzie ruchu drgającego w (nie)izotermicznych warunkach przetłumienia. Termodynamika stanów równowagi dla układów lepko-sprężystych żelujących na przykładzie ścinania białka – tworzenie/aktywacja wiązań chemicznych w modelowych nanokoloidach amfifilowych. Termodynamika transportu w stanie bliskim równowagi: zależność fundamentalna pomiędzy charakterystykami rozpraszania energii, a własnościami materiałowymi środowiska rozpraszającego dla procesu dyfuzji biomolekuły w fazie lepkiej w warunkach (nie)izotropowych. Transport w stanie bliskim równowagi: podstawowe prawa transportu masy, ciepła i ładunku elektrycznego z odniesieniem do nanoskali. Efekt wzmocnionej dyfuzji w nanoskali – opis mikroskopowy. Dualizm korpuskularno-falowy: fale materii. Efekty kwantowo-mechaniczne w biomaterii. Podstawowe prawa elektromagnetyzmu w ośrodku biomateriałowym zawierającym dipole wodne. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią (nie)ożywioną – podstawowe zasady i wybrane przykłady odnoszące się do detekcji tych zjawisk w skali nanometrowej.
Ćwiczenia:
Na ćwiczeniach audytoryjnych studenci rozwiązują zagadnienia teoretyczne i problemy przedstawione na wykładzie. Zapoznają się ze sposobami opisu ilościowego, a także z metodami modelowania w biofizyce. Podejmują propozycję podjęcia wybranego tematu do opracowania w formie prezentacji multimedialnej, przedstawiając go do oceny prowadzącego.
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Student zna podstawowe pojęcia i zjawiska związane z funkcjonowaniem organizmów żywych na różnych poziomach złożoności, ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk i procesów zachodzących w nanoskali, ma wiedzę w zakresie statystyki i matematyki obejmującą zagadnienia analizy matematycznej, algebry oraz elementy matematyki stosowanej, niezbędne do rozumienia i ilościowego opisu zjawisk oraz posługiwania się aparatem matematycznym i metodami matematycznymi w opisie i modelowaniu zjawisk i procesów fizycznych, w informatyce i elektronice oraz w ilościowym opisie zjawisk i procesów nanobiotechnologicznych, a także w prowadzeniu eksperymentów w nanobioinżynierii, ma elementarną wiedzę z zakresu atomowej i molekularnej budowy materii, mechanizmów procesów chemicznych oraz biotechnologicznych i ich zastosowania w technologii wytwarzania nowoczesnych materiałów w nanobiotechnologii, potrafi identyfikować i analizować problematykę nanobiotechnologiczną, chemiczną, biologiczną, fizyczną w zjawiskach naturalnych i procesach technologicznych oraz wykorzystywać metodologię badań (wyniki eksperymentalne, symulacje) do formułowania i rozwiązywania optymalnych zadań inżynierskich. Potrafi wykorzystać poznane metody eksperymentalne, symulacje komputerowe i modele teoretyczne do analizy i rozwiązywania problemów inżynierskich w zakresie nanobiotechnologii, potrafi dostrzegać konsekwencje systemowe i poza-techniczne (środowiskowe, ekonomiczne, prawne, społeczne) wprowadzania konkretnych rozwiązań nanobiotechnologicznych i technicznych; potrafi oceniać zagrożenia dla środowiska naturalnego i organizmów żywych związane ze stosowaniem nanobiotechnologii, nanobiomateriałów, produktów i procesów chemicznych i fizycznych; potrafi stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ma umiejętność samokształcenia się m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych. Student rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie i podnoszenia swoich kwalifikacji, rozumie konieczność nieustannej adaptacji swojej wiedzy i umiejętności do zmian zachodzących w technice, technologii i nanobiotechnologii, rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu – m.in. poprzez środki masowego przekazu – informacji o korzystnych jak i niekorzystnych aspektach nanobiotechnologii i parametrów opisujących stan środowiska, potrafi przekazać takie informacje w sposób powszechnie zrozumiały; jest krytyczny w stosunku do informacji napływających ze środków masowego przekazu.
Literatura
Literatura podstawowa:
1. A. Gadomski, J. Siódmiak, „Biofizyka”, WU UTP Bydgoszcz, 2013.
2. S. Przestalski, „Fizyka z elementami biofizyki i agrofizyki”, WNT, Warszawa, 1990.
3. W. Przygocki, A. Włochowicz, „Fizyka polimerów. Wybrane zagadnienia.”, PWN Warszawa, 2001.
4. R. Hołyst, A. Poniewierski, A. Ciach, „Termodynamika dla chemików, fizyków i inżynierów”, Wydawnictwo Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, 2005.
Literatura uzupełniająca:
1. R. A. L. Jones, „Soft Condensed Matter”, Oxford University Press, 2002.
2. B. Alberts, D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, „Podstawy biologii komórki”, WN PWN, Warszawa, 1999.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: