Tematy projektów inżynierskich w Katedrze Inżynierii Biomedycznej w roku akademickim 2017/2018 Tematy dla studentów specjalności "fizyka medyczna"

Transkrypt

1 Projekt Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna studia międzywydziałowe współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Nr umowy UDA POKL /08 Tematy projektów inżynierskich w Katedrze Inżynierii Biomedycznej w roku akademickim 2017/2018 Tematy dla studentów specjalności "fizyka medyczna"

2 Procedura numeryczna wyznaczania progów jonizacji i pojawienia się jonów w zderzeniach biomolekuł z niskoenergetycznymi cząstkami beta Numerical procedure for the ionization and the ion appearance thresholds determination in collisions of biomolecules with the low energy beta particles. Dr inż. Marcin Dampc Stworzenie procedury numerycznej pozwalającej dopasowywać istniejące wyniki pomiarów jonizacji i fragmentacji biomolekuł w zderzeniach z elektronami funkcją Wanniera, splecioną z aparaturowym rozmyciem Gaussa. Dopasowanie umożliwi wyznaczenia energii progowych, wykładników funkcji Wanniera oraz szerokości połówkowej rozmycia energetycznego eksperymentu. 1. Zapoznać się z programem Origin Opracować numerycznie, w oparciu o istniejące procedury w Origin, metodę splatania funkcji Wanniera z profilem Gaussa o zadanych parametrach 3. Utworzyć skrypt pozwalający dopasowywać splecioną funkcję do danych eksperymentalych. 4. Przetestować procedurę na wynikach jonizacji furanu w zderzeniach z elektronami M Dampc et al 2015 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys S Ptasińska et al. Int. J Mass Spectr. 410 (2016) Pomiary stanów wzbudzonych 1,4-diazyny techniką zderzeniowej spektroskopii elektronowej Measurements of the excited states of 1,4-diazine by electron collision spectroscopy dr inż. Ireneusz Linert Celem pracy jest pomiar wzbudzenia cząsteczki biologicznej 1,4-diazyny oraz identyfikacja jej stanów wzbudzonych. 1. Kalibracja aparatury pomiarowej. 2. Pomiar widm energii straconej w zakresie energii wzbudzenia od 3 10 ev. 3. Identyfikacja stanów wzbudzonych badanej cząsteczki. Podstawy spektroskopii molekularnej, Z. Kęcki

3 Badanie stanów wzbudzonych cząsteczki dihydropyranu Studies of excited states of dihydropyran molecule dr inż. Ireneusz Linert Celem pracy jest pomiar wzbudzenia cząsteczki biologicznej dihydropyranu oraz identyfikacja jej stanów wzbudzonych. Kalibracja aparatury pomiarowej. Pomiar widm energii straconej w zakresie energii wzbudzenia od 3 10 ev. Identyfikacja stanów wzbudzonych badanej cząsteczki. Podstawy spektroskopii molekularnej, Z. Kęcki Projekt układu kolimacji wiązki cząstek beta Design of collimation system for beta particles Dr Brygida Mielewska Wybór materiałów i przygotowanie układu kolimacji wiązki dla szerokiej wiązki elektronów Sr Ocena i dobór parametrów wybranych materiałów z punktu widzenia właściwości absorbujących i rozpraszających elektrony wysokoenergetyczne. 2. Projekt układu kolimującego wiązkę 3. Pomiar i analiza parametrów wiązki z użyciem powstałego układu 1. S.B.Utter 1 P.BeiersdorferJ.R.CrespoLópez-Urrutia 2 K.Widmann Position and size of the electron beam in the high-energy electron beam ion trap, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 428 (1999) Sayed H. Rokni1, J. Donald Cossairt2, James C. Liu1, Radiation Shielding at High-Energy Electron and Proton Accelerators, Proceedings of the Health Physics Society 2008 Professional Development School - Topics in Accelerator Health Physics (Oakland CA, January 2008)

4 Projekt układu kolimacji wiązki promieniowania gamma Design of collimation system for gamma radiation beam Dr Brygida Mielewska Wybór materiałów i przygotowanie układu kolimacji wiązki dla szerokiej wiązki promieniowania gamma Co-60 i Cs Ocena i dobór parametrów wybranych materiałów z punktu widzenia właściwości absorbujących i rozpraszających fotony 2. Projekt układu kolimującego wiązkę 3. Pomiar i analiza parametrów wiązki z użyciem pwstaego układu 1. Daniel A. A. de Vasconcelos et al. COLLIMATOR DESIGN FOR SINGLE BEAM GAMMA RAY INDUSTRIAL TOMOGRAPHY AND FAN BEAM GEOMETRY, 2011 International Nuclear Atlantic Conference 2. Ferronsky V. I. Nuclear Geophysics Springer Verlag 2015, chpt. 2 Methods Based on the Absorption of Gamma-Ray Beams by Matter Wyznaczenie aberracji sferycznej cylindrycznej soczewki elektrostatycznej Study of spherical aberration in cylindrical electrostatic lenses dr Tomasz Neumann Analiza numeryczna aberracji sferycznej wiązki elektronów w soczewce dwucylindrycznej. 1) Zapoznanie się z podstawami optyki elektronowej. 2) Zaprojektowanie soczewki dwucylindrycznej w programie CPO. 3) Wyznaczenie aberracji sferycznej dla wiązek elektronowych przy różnych parametrach układu. 4) Analiza i dyskusja uzyskanych wyników. 1. Optyka elektronowa, Henryk Szymański [et al.]. 2. Optyka elektronowa, Bohdan Paszkowski. 3.,,An introduction to electron optics, George C. King 4.,,Exploring focal and aberration properties of electrostatic lenses through computer simulation, Omer Sise, David J Manura and Mevlut Dogan, EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS

5 Modelowanie rozkładu energetycznego wiązki elektronów w selektorze trochoidalnym Modelling of electron energy distribution in a trochoidal monochromator dr Tomasz Neumann Modelowanie rozkładu energetycznego wiązki elektronów wewnątrz układu selektora trochoidalnego. 1) Zapoznanie się z podstawami ruchu cząstki naładowanej w polu magnetycznym i elektrycznym oraz równaniami ruchu w skrzyżowanym polu elektrycznym i magnetycznym. 2) Zaprojektowanie selektora trochoidalnego. 3) Wyznaczenie rozkładu energetycznego wiązki elektronów w badany selektorze. 4) Analiza i dyskusja uzyskanych wyników. 1. Optyka elektronowa, Henryk Szymański [et al.]. 2. Optyka elektronowa, Bohdan Paszkowski. 3.,, Atoms, Molecules and Optical Physics 2: Molecules and Photons, Ingolf V. Hertel, Claus-Peter Schulz 4.,, A Trochoidal Monochromator to Measure Electron Beam Energy Distribution in Axial Magnetic Field, D. Guyomarc'h and J.M. Layet, JOURNAL DE PHYSIQUE IV

6 Opracowanie modelu rozpraszania światła na sferycznych cząstkach Model of light scattering on spherical particles Dr Mykola Shopa Przygotowanie modelu i oprogramowania pozwalającego na modelowanie przekrojów światła rozproszonego i absorbowanego. Przegląd modeli rozpraszania i absorpcji światła w układach biologicznych Przygotować narzędzia do modelowania rozpraszania światła na nanokulach na podstawie teorii rozpraszania Mie. Funkcja dielektryczna ma definiować właściwości metalu. C.F. Bohren and D.R. Huffmann. Absorption and scattering of light by small particles. New York: Wiley-Interscience, M. Born and E. Wolf. Principles of Optics. Oxford: Pergamon, Liczba wykonawców Mykola Shopa. Imaging and manifestation of plasmons on gold spherical nanoantennas in near and far field regions. PhD thesis Wydajność plazmonicznych komórek fotowoltaicznych Effeciency of the plasmonic solar cells Dr Mykola Shopa Zbadanie modelu komórki fotowoltaicznej uzupełnionej o cząstki plazmoniczne Przegląd zastosowań biomedycznych plazmonicznych komórek fotowoltaicznych Przedstawienie modelu kompozytu uzupełnionego o cząstki plazmoniczne, które pozwalają na zwiększenie wydajności komórki fotowoltaicznej. Opisanie efektu i oszacowanie wpływu plazmonów na wydajność komórki fotowoltaicznej. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings, Springer, Berlin, 1988 C. D. Bohn, A. Agrawal, Y. Lee, C. J. Choi, M. S. Davis, P. M. Haney, H. J. Lezec, and V. A. Szalai, Design considerations for enhancing absorption in semiconductors on metals through surface plasmon polaritons, Physical Chemistry Chemical Physics 16, (2014) A. Polman, H. A. Atwater, Photonic design principles for ultrahighefficiency photovoltaics,nat. Mater. 11, p , 2012.

7 Nietypowe kanały rozpadu cząsteczek heterocyklicznych o znaczeniu biologicznym Unusual fragmentation pathways of heterocyclic biological molecules dr Tomasz Wąsowicz brak Analiza i interpretacja zmierzonych widm emisyjnych heterocyklicznych cząsteczek o znaczeniu biologicznym. 1. Zapoznanie się z problemem migracji wodoru/protonu. 2. Zapoznanie się z tematyką reakcji chemicznych kontrolowanych różnymi formami promieniowania. 3. Analiza widm fluorescencji/luminescencji cząsteczek pierścieniowych. 4. Interpretacja otrzymanych widm. 5. Dyskusja otrzymanych wyników w odniesieniu do powyższej problematyki. 1. T.J. Wąsowicz et al. Elimination and migration of hydrogen in the vacuum-ultraviolet photodissociation of pyridine molecules, J. Phys. B: Atomic, Molecular and Optical Physics 50, (2017) 2. T.J. Wąsowicz et al. Observation of the hydrogen migration in the cationinduced fragmentation of the pyridine molecules The Journal of Physical Chemistry A 120 (7), (2016) 3. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa (2011) Możliwość kontynuowania badań na II stopniu studiów Symulacje widm cząsteczek dwuatomowych o znaczeniu biologicznym Simulations of spectra of diatomic molecules dr Tomasz Wąsowicz brak Analiza teoretyczna zmierzonych widm emisyjnych molekuł dwuatomowych powstałych w procesach fragmentacji cząsteczek heterocyklicznych. 1. Zapoznanie się z problemem opisu widm elektronowych. 2. Zapoznanie się z tematyką dysocjacji inicjowanej różnymi formami promieniowania. 3. Analiza teoretyczna widm fluorescencji i/lub luminescencji cząsteczek dwuatomowych. 4. Interpretacja otrzymanych widm. 5. Dyskusja otrzymanych wyników. 1. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa (2011). 4. H. Sato, Photodissociation of Simple Molecules in the Gas Phase, Chem. Rev., 101, (2001). 5. W. Ho, Single-molecule chemistry, J. Chem. Phys. 117, (2002). Możliwość kontynuowania badań na II stopniu studiów

8 Zderzenia analogów deoksyrybozy z kationami wodoru - furan Collisions of furan with hydrogen cations dr Tomasz Wąsowicz brak Zapoznanie się z procesami oddziaływania jonów z materią, a w szczególności analiza procesów fragmentacji cząsteczki furanu w zderzeniach z jonami wodoru 1. Zapoznanie się z procesami oddziaływania jonów z materią. 2. Interpretacja widm luminescencji. 3. Analiza zależności natężenia luminescencji badanego fragmentu w funkcji energii/prędkości pocisku. 4. Identyfikacja i dyskusja zachodzących procesów fizycznych 1. H. Massey: Zderzenia atomowe i cząsteczkowe PWN 2. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke, Fragmentation of Tetrahydrofuran Molecules by H +, C + and O + Collisions at the Incident Energy Range of ev, J. Phys. Chem. A 119, (2015) 3. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke Observation of the hydrogen migration in the cation-induced fragmentation of the pyridine molecules The Journal of Physical Chemistry A 120 (7), (2016) 4. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke Interactions of protons with furan molecules studied by collision-induced emission spectroscopy at the incident energy range of ev The European Physical Journal D 70 (8), 175 (2016) Możliwość kontynuowania badań na II stopniu studiów

9 Zderzenia analogów deoksyrybozy z kationami wodoru -tetrahydrofuran Collisions of tetrahydrofuran with hydrogen cations dr Tomasz Wąsowicz brak Zapoznanie się z procesami oddziaływania jonów z materią, a w szczególności analiza procesów fragmentacji cząsteczki tetrahydrofuranu w zderzeniach z jonami wodoru 1. Zapoznanie się z procesami oddziaływania jonów z materią. 2. Interpretacja widm luminescencji. 3. Analiza zależności natężenia luminescencji badanego fragmentu w funkcji energii/prędkości pocisku. 4. Identyfikacja i dyskusja zachodzących procesów fizycznych 1. H. Massey: Zderzenia atomowe i cząsteczkowe PWN 2. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke, Fragmentation of Tetrahydrofuran Molecules by H +, C + and O + Collisions at the Incident Energy Range of ev, J. Phys. Chem. A 119, (2015) 3. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke Observation of the hydrogen migration in the cation-induced fragmentation of the pyridine molecules The Journal of Physical Chemistry A 120 (7), (2016) 4. T.J. Wąsowicz, B. Pranszke Interactions of protons with furan molecules studied by collision-induced emission spectroscopy at the incident energy range of ev The European Physical Journal D 70 (8), 175 (2016) Możliwość kontynuowania badań na II stopniu studiów