Nauka o bionanomateriałach 07-NB-NBM-SP6
Wykłady:
- Biomateriały jednowymiarowe: włókna i nici (bio)polimerowe. Formowanie zlepków fibrylarnych/włóknistych w warunkach naturalnych.
- Biomateriały dwuwymiarowe: lepkosprężyste powłoki adhezyjne. Formowanie jednowarstw lipidowych w naczyniach Langmuira-Blodgett (LB). Izoterma LB. Modelowe dwuwarstwy lipidowe i błony biologiczne.
Projektowanie jednowarstw lipidowych na bazie różnych generatorów molekularnych. Wielowarstwy lipidowe – warunki ich formowania.
- Biomateriały trójwymiarowe:
(i) kryształy białkowe: przemiana fazowa zarodkowanie-wzrost oraz formowanie struktury;
(ii) bionanomateriały polikrystaliczno-amorficzne – warunki termodynamiczno-kinetyczne ich formowania;
(iii) układy micelarne (nano-koloidy) jako materiały funkcjonalne stowarzyszone z efektem redukcji tarcia i ułatwionym biosmarowaniem pomiędzy próbkami biomateriałowymi w nanoskali;
(iv) dynamika i złożoność strukturalna nanożelu.
- Rola ograniczeń dynamicznych liczby stopni swobody w modyfikowaniu kinetyki i dynamiki formowania bionanomateriału; znaczenie efektywnej wymiarowości przestrzennego i ograniczeń sterycznych w tym procesie.
- Znaczenie związków typu struktura-własność i struktura-funkcja dla uformowania pożądanej struktury modelowego bionanomateriału.
Efekty kształcenia
Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną w zakresie chemii nieorganicznej, organicznej, fizycznej, analitycznej, biologii, mikrobiologii, mikologii, wirusologii i innych nauk pokrewnych, niezbędną do rozumienia i opisu podstawowych zjawisk w różnych obszarach nanobiotechnologii, zna podstawowe pojęcia i zjawiska związane z funkcjonowaniem organizmów żywych na różnych poziomach złożoności, ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk i procesów zachodzących w nanoskali, ma podstawową wiedzę o cyklach życia materiałów oraz na temat zasad funkcjonowania i eksploatacji aparatury, urządzeń i systemów wykorzystujących metody fizyki technicznej, technologii chemicznej i biotechnologii, szczególnie w aspekcie wytwarzania nanomateriałów i nanokompozytów, Student potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych form (werbalnej, pisemnej, graficznej) w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej, w zakresie nanobiotechnologii, nanobiomateriałów, techniki; posiada umiejętność pracy zespołowej. 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 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, potrafi zaprojektować i wykonać proste stanowisko badawcze do pomiarów zadanych właściwości fizycznych materiałów i wyrobów oraz ocenić jego funkcjonowanie przy użyciu właściwych metod, technik i narzędzi. Studiujący 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.
Literatura
Literatura podstawowa:
1. K. Kurzydłowski, M. Lewandowska, „Nanomateriały inżynierskie”, PWN Warszawa, 2010.
2. Z. Strugalski, „Struktura wewnętrzna materiałów”, Warszawa, WNT, 1981.
3. A. Ziabicki, „Fizyka procesów formowania włókien”, Warszawa, WNT, 1970.
4. R. Zallen, „Fizyka ciał amorficznych”, Warszawa, WN PWN, 1994 (rozdz. 3-4).
5. A. Gadomski (red.), „Special issue on bio(nano)materials with structure–property relationship”, Biosystems 94/3, 2008. str. 191-296. (j.ang.).
Literatura uzupełniająca:
1. R.A.L. Jones, „Soft condensed matter”, Oxford University Press, New York, Oxford, 2002. (j.ang.).
2. J. Żmija, „Podstawy teorii wzrostu monokryształów”, Warszawa, PWN, 1987; A. Gadomski, Europhys. News 5, str. 22-24 (2011), http://adsabs.harvard.edu/abs/2011ENews..42...22G.
3. J.D. Ferry, „Lepkosprężystość polimerów”, Warszawa, WNT, 1981.
4. L. Sobczyk, A. Kisza, „Chemia fizyczna dla przyrodników”, Warszawa, PWN, 1975.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: