Pokazywanie postów oznaczonych etykietą przedmioty. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą przedmioty. Pokaż wszystkie posty

czwartek, 7 lipca 2011

Physical Modeling of Complex Systems

Nadchodzi czas kiedy biologia musi się zmierzyć z fizyką. Ostatecznie wszystko sprowadza się do fizyki i matematyki. Kiedy nie wystarczają już diagramy, malunki i potok słów a potrzeba konkretów, tam do głosu dochodzi matematyka. O tym traktował ten przedmiot. Budowanie modeli systemów złożonych jakimi niewątpliwie są wszelkiej maści układy biologiczne. 
Co tydzień porcja zadań do rozwiązania, to niewątpliwie pochłaniało mnóstwo czasu, szczególnie że były to symulacje. Świeże, chyba nieznane mi podejście do rozwiązywania układów równań różniczkowych {możliwe, że przespałem wykład z analizy matematycznej}. W każdym razie analizy rozwiązania bez samego rozwiązywania układu wydaje się kuszącym pomysłem. Często nie ma innego wyjścia.
Ciekawym zagadnieniem było poszukiwanie motywów w gene regulatory networks, szczególnie z punktu widzenia zastosowania wiedzy z teorii grafów. Pokrótce można powiedzieć, że układ oddziałujących genów sprowadza się do pewnego grafu skierowanego. W takich sieciach poszukuję się motywów, które występują częściej niż takie same motywy w grafach losowych. Wykład szanownej prof. Balińskiej był niezwykle pomocny {choćby ze względu na zasób pojęciowy}.
Z punktu widzenia informatycznego, to poszukiwanie podgrafów o zadanej strukturze, w całym grafie. Macierz A, grafy K4 i takie tam. Eh, przypomniały się stare dobre czasy i... algorytmy.
Egzamin był w formie prezentacji (przynajmniej przed termin). Dostaliśmy kilka artykułów i mieliśmy omówić temat. Mnie przypadło zagadnienie dotyczące dyfuzji opisanej przez Fishera i Kolmogorov

sobota, 2 lipca 2011

Scanning Probe Microscopy

Kurs ten obejmował dwie techniki SPM: Scanning Tunneling Microscopy i Scanning Force Microscopy i został podzielony na trzy części. Część pierwsza obejmowała omówienie podstawowych składników STM i SFM z omówienie szczegółowo potencjalnych problemów na jakie można się natknąć przy pomiarach i jak je ewentualnie rozwiązywać. Dodatkowo podane zostały podstawy teoretyczne wraz z modelami matematycznymi.
Druga część to szczegółowe omówienie SFM na podstawie dwóch przeglądowych artykułów:
  • Advances in atomic force microscopy, Franz J. Giessibl
  • Atomic force microscopy and spectroscopy, Yongho Seo, Wonho Jhe
Oprócz tego omówiono różne modyfikacje SFM, t.j.: MFM – MRFM – EFM – KPFM – LFM or FFM – AFAM – CAFM – TUNA.  
Ciekawym pomysłem jest spięcie SFM z MRI. W artykule jaki został nam przedstawiony, osiągnięto rozdzielczość 90 nm [1][2]. SFM wraz z ESR daje również możliwość obserwacji pojedynczych spinów [3] z niezwykłą precyzją. Warto przeczytać ten artykuł. Szczególnie interesujący jest sam sposób połączenia oscylacji dźwigni (cantilever) z oscylacją pola elektromagnetycznego.
Ostatnia część to kilka godzin zajęć praktycznych w laboratorium, gdzie można było zobaczyć jak się takie pomiary przeprowadza, jak przygotowuję się próbki etc.
Egzamin jak zwykle ustny, po jednym z każdej części. 

piątek, 1 lipca 2011

Nanobiology

Kurs został podzielony na trzy części. Część pierwsza traktowała o metodach obserwacji układów biologicznych w skali nano. W zasadzie była to skrócona wersja wykładu Advanced Fluorescence and Fluorescence Microscopy.
Zajęcia prowadzone były przez tego samego wykładowcę, także można było mieć pewność, że informacje jakie przekazuje mają nie więcej niż rok. Zawiodłem się na laboratorium z tego przedmiotu. Ok, nauczyłem się analizować dane z eksperymentów FRAP, FRET, FCS i SPT ale mogłoby to być zrobione w bardziej rozwijającej formie. W każdym razie, obsługa programu IgorPro nie stanowi już tak dużej zagadki.
Druga część poświęcona była w głównej mierze nanomedycynie. Mam wrażenie, że silniki molekularne to jest konik tego uniwersytetu, bo oczywiście pojawiło się i to. Po dwóch kursach wiem o nich wszystko. Było też standardowo o nowych rodzajach Drug Delivery Systems, czyli znany mi temat.
Natomiast temat dotyczący Nanobodies, to już była nowość dla mnie. Wcześniej nigdy o tym nie słyszałem, nie pamiętam również żebym czytał o tym. Koncepcja wydaje się ciekawa z aplikacyjnego punktu widzenia. Oczywiście moja wiedza z mechanizmów działania układu immunologicznego była znikoma i nadal taka jest (co nie co trzeba było się podszkolić, żeby chociaż wiedzieć, konceptualnie, o czym jest wykład). 
Egzamin był zabawny. Cały kurs poświęcony nanomedycynie, a na egzaminie przyszło mi zaproponować zastąpienie pestycydów innym środkiem (nie GMO), który działałby równie skutecznie. Środek/technika miała bazować na nanotechnologii. Nagle trzeba sobie uświadomić co to są pestycydy i ruszyć wyobraźnie bo nic innego nie pozostało. 

sobota, 18 czerwca 2011

Computational Methods in Solid State Physics

Interesujący kurs z chemii kwantowej. Nie jest to cały materiał dotyczący chemii kwantowej znana z podręcznika Lucjana Pieli, natomiast podręcznik ten w zasadzie jest wystarczający, żeby opanować materiał potrzebny na ten wykład. Oczywiście pozostaje kwestia uczenia się z podręcznika w wersji polskiej do wykładu prowadzonego po angielsku. Zauważyłem, że akurat w tym przypadku nie było to przeszkodą. W gruncie rzeczy wykład prowadzony był bardzo dobrze. Krok po kroku omówiona została metoda Hartree-Fock i DFT z wyprowadzeniami i przykładami.
Część laboratoryjna polegała na wyznaczeniu struktury pasmowej NaCl i Grafenu. Można było zapoznać się z pakietem SIESTA a także poznać od kuchni jak takie obliczenia się przeprowadza. Rezultatem miał być raport, który należało przedstawić podczas egzaminu.
Czas trwania
28h
ECTS
3
Poziom trudności
Advanced
Sylabus  

wtorek, 1 marca 2011

Nanostructured Bio-Macromolecules

Nano bio macro... prawda, że brzmi dziwnie. Najobszerniejszy kurs jaki miałem w zeszłym semestrze. Traktował chyba o wszystkim co możliwe z dziedziny bio nano struktur, jakkolwiek to brzmi.

środa, 23 lutego 2011

Mesoscopic Physics

Wykład w swojej treści zawierał materiał ze Wstęp do fizyki układów mezoskopowych prowadzony na moim uniwersytecie przez znakomitego prof. Józefa Barnasia.
Meso (greek) means ‘’in-between’’
Przedstawiono czym są układy mezoskopowe, jak je definiować i czym opisywać. Oczywiście fizyka kwantowa w tle a raczej na pierwszym miejscu. Pokazano fenomen transportu batalistycznego w układach heterozłącza. Omówiono odmienne zachowanie materiałów w tej skali, między innymi kwantyzacje przewodnictwa (znana formuła Landauera).
Czas trwania
28h
ECTS
3
Poziom trudności
advanced
Form egzaminu
close book
Sylabus
Kolejną częścią były układy zbudowane na grafenie. W zeszłym roku przyznano nagrodę Nobla za " groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene". Grafen ma w przyszłości zastąpić krzem w układach elektronicznych, choć jak donosi IBM, są problemy między innymi z brakiem dostatecznej kontroli nad przerwą energetyczną, właściwie nad brakiem tejże w grafenie. Tym samym brakuje elementu, który obecnie jest wykorzystywany, mianowicie sterowania przepływem elektronów przez strukturę, zamykaniem bądź otwieraniem zaworu (potocznie obrazując). Można jednak zastanowić na układami hybrydowymi.

niedziela, 20 lutego 2011

Determination of Biomolecular Structures

Celem kursu jest przegląd z dwóch głównych metod określania struktury biomolekuł: spektroskopii NMR i dyfrakcji rentgenowskiej.

Czas trwania
36h
ECTS
6
Poziom trudności
advanced
Form egzaminu
open book
Sylabus

Pierwsza część traktowała o technice NMR. Przedstawiono możliwości i ograniczenia spektroskopii NMR jako techniki badania makrocząsteczek biologicznych. Technika ta jest coraz bardziej zaangażowany w badania cząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe. Wykład rozpoczynał się od podstawowych informacji na temat NMR, zaprezentowano 1D,następnie omówiono tryb 2D i 3D. Omówiono kilka typów dwuwymiarowej spektroskopii NMR, tj. COSY, NOESY, TOCSY, HETCOR, HMQC, TROSY. Następnie zaprezentowano na konkretnych przykładach wykorzystanie tej techniki do rozwiązania struktury DNA, RNA a także białek.


Druga część omawiała technikę dyfrakcji rentgenowskiej. Wykład składał się z dwóch części. Pierwsza omawiała podstawowe zagadnienia z krystalografii, druga natomiast przedstawiała typowe metody otrzymywania krystalizacji białek. Następnie omówiono budowę dyfraktometrów, typy lamp rentgenowskich. Ostatnia fragment zawierał omówienie metod rozwiązywania struktury i otrzymania mapy gęstości elektronowej.




Egzamin składał się z dwóch części. Pierwsza dotyczyła spektroskopii NMR, należało omówić artykuł jaki wcześniej się wybrało. Zaprezentować metodę, omówić wady i zalety w danym przypadku, następnie odpowiedzieć na dodatkowe pytania z kursu. Druga część dotyczyła XRD w takiej samej formule.

piątek, 18 lutego 2011

Computational Physics: Advanced Monte Carlo Methods

Kolejny interesujący kurs. Właściwie moje pierwsze spotkanie z praktyczną implementacją symulacji wykorzystujących metodę Monte Carlo.


  • Czas trwania: 20h
  • ECTS: 3
  • Poziom trudności: Basic
  • Form egzaminu: open book
  • Sylabus
Wykład to wprowadzenie do metody Monte Carlo, algorytmu Metropolis, algorytmów klastrowych. Przedstawiono model Isinga, wprowadzono pojęcie czasu autokorelacji. Pokazano również model Lotki-Voltera, Brusselator które to modele mogą opisywać przebieg reakcji chemicznych itp. 

Zadania polegały na implementacji algorytmów w wybranym przez siebie środowisku, przedstawieniu i interpretacji rezultatów obliczeń. Moje pierwsze poważniejsze zetknięcie z Matlab'em. Środowisko jakoś mnie nie zachwyciło dlatego teraz mam zamiar korzystać z Python i pakietu numpy.
Rozszerzeniem kursu jest Physical Modelling of Complex Systems

Egzamin polegał na zaprezentowaniu wyników z ćwiczeń jakie się zrealizowało. Trzeba było omówić zarówno otrzymane wyniki jak i kod programu a także odpowiedzieć na dodatkowe pytania z teorii.

Advanced Fluorescence and Fluorescence Microscopy. From Single Molecules to Biological Systems

Zdecydowanie najciekawszy kurs w jakim miałem przyjemność uczestniczyć. Wykład traktuję o wykorzystaniu mikroskopii fluorescencyjnej do obserwacji i badania zachowań wewnątrz układów biologicznych, choć nie tylko.

środa, 16 lutego 2011

Semiconductor devices



Czekając na wyniki egzaminów i układając plan, postanowiłem opisać opisać przedmioty w jakich miałem większą bądź mniejszą przyjemność uczestniczyć. Wybierając przedmioty musiałem niestety kierować się listą przedmiotów jakie miałem na moim kierunku studiów w Polsce. Nie było to zbyt przyjemne, szczególnie jeśli chciałoby się poznać coś nowego z biologii i chemii a tymczasem na karku tkwiły takie rzeczy jak Fizyka teoretyczna, Fizyka ciała stałego czy Fizyka kwantowa. Oczywiście wszystko to jest interesujące bla bla bla, historia sztuki również. Nie umiem uczyć się czegoś co mnie z miejsca nudzi, a półprzewodniki i cała elektronika jest czymś co mnie nudzi. Fizyka jaka za nią stoi jest ciekawa ale całe inżynierskie opakowanie już mniej. W każdym razie ostatecznie skończyłem z listą 8 przedmiotów, jak już napisałem mniej lub bardziej interesujących.

Semiconductor devices


  • Czas trwania: 28h (wykład+ćwiczenia)
  • ECTS: 3
  • Poziom trudności: introductory
  • Forma egzaminu: open book
Przedmiot prowadzony przez dwie osoby, Groeseneken Guido i Heremans Paul. Pierwszy z nich jest dodatkowo szefem programu EMM NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY, drugi z nich to typowy profesor tego uniwersytetu.