Doktorský studijní program Biofyzika a fyzika nanostruktur

Garant studia: prof. RNDr. Vladimír Špunda, CSc.

Obecná charakteristika doktorského studia shodná pro všechny programy na PřF

Specifika doktorského studia programu Biofyzika a fyzika nanostruktur

Doktorský studijní program Biofyzika a fyzika nanostruktur, který je zajišťován Katedrou fyziky PřF OU, vychází z dvou hlavních směrů výzkumu Katedry fyziky: 1) biofyziky fotosyntézy, která zahrnuje také biochemii a ekofyziologii, a 2) fyziky nanostruktur, která slučuje chemickou fyziku, kvantovou chemii a fyziku pevných látek. Bližší informace lze nalézt na webových stránkách týmů Biofyzika a Nanostruktury. Nově je možné také využít metod molekulárního modelování k popisu biologicky relevantních systémů. Témata dizertačních prací spadají do výše uvedených oblastí a jsou prakticky výlučně navázána na řešení vědeckých grantových projektů. Studijní program je určen především pro absolventy navazujícího magisterského studijního programu Aplikovaná fyzika na PřF OU, dále pak pro studenty příbuzných fyzikálních, případně biologických či chemických studijních programů univerzit v ČR i zahraničí.

Studenti si prohloubí a výrazně rozšíří znalosti teoretické i experimentální fyziky a souvisejících chemicky, biologicky či materiálově orientovaných disciplín dle zaměření dizertační práce. V případě experimentálního zaměření studenta bude kladen důraz především na zvládnutí širšího spektra biofyzikálních a biochemických metod. Pozornost bude zaměřena na teoretické i praktické zvládnutí náročných a unikátních spektroskopických metod a jejich použití ke studiu struktury a funkce studovaných objektů. Jedním z oficiálních partnerů zapojených do realizace doktorského programu je Ústav výzkumu globální změny AV ČR, a proto je dále pozornost zaměřena na proniknutí do širší problematiky ekofyziologie rostlin s důrazem na porozumění mechanismům, které určují odolnost asimilačního aparátu rostlin vůči stresovým faktorům souvisejících s klimatickou změnou. Pro teoretičtěji orientované studium zahrnuje studijní plán klíčové oblasti fyziky nanostruktur a důraz je kladen na kvantový popis nanostruktur, materiálů a molekulárních komplexů. Studenti získají hluboké znalosti simulačních metod a elektronové struktury uvedených systémů. Díky zapojení dalšího z partnerů doktorského studia, Národního superpočítačového centra IT4Innovations, je dále pozornost zaměřena na využití matematických metod a nástrojů superpočítání v nanomateriálové a chemické fyzice.

Odborné zaměření školitelů:

Dubecký Matúš, Ing., PhD.
(KFY, PřF OU)

fyzika atomů, molekul a pevných látek, elektronová struktura, korelační energie, kvantové Monte Carlo, silně korelované systémy, nekovalentní interakce

Garab Gyözö, Dr., DSc.
(KFY, PřF OU, BRCentre Szeged)

biofyzika (makro-organizace a flexibilita fotosyntetických membrán, molekulární interakce ve fotosyntetických membránách), studium role nedvouvrstevných lipidů a lipidových fází ve struktuře a funkci thylakoidní membrány rostlin, využití metod optické spektroskopie a metod rozptylu neutronů a rentgenových paprsků (SANS, SAXS, WAXS) ke studiu struktury a funkce fotosyntetického aparátu

Jurečka Petr, doc. RNDr., Ph.D.
(KFY, PřF OU, UP Olomouc)

vývoj silového pole pro RNA a DNA (AMBER), molekulární dynamika RNA a DNA, nekovalentní interakce, přesné kvantově-mechanické výpočty (benchmark), strojové učení v empirických potenciálech

Karlický František, doc. Mgr., Ph.D.
(KFY, PřF OU)

fyzika pevných látek, povrchů a molekul, studium strukturních, elektronických, magnetických, optických a adsorpčních vlastností dvojrozměrných materiálů a uhlíkových nanostruktur, vlastnosti komplexů přechodných kovů, povrchů a interakcí klastrů a nanočástic, metoda funkcionálu hustoty, mnohočásticové metody GW a BSE

Karlický Václav, Mgr., Ph.D.
(KFY, PřF OU)

studium aklimační odezvy fotosyntetického aparátu vyšších rostlin na různé environmentální podmínky (intenzita a spektrální kvalita záření, teplota), studium vlivu nedvouvrstevných lipidových fází na funkci, makro-organizaci a flexibilitu thylakoidní membrány, spektroskopie cirkulárního dichroismu, fluorescenční spektroskopie, elektrochromní posuv (ECS, ΔA515), modulovaná fluorescence chlorofylu a redoxní stav P700

Špunda Vladimír, prof. RNDr., CSc.
(KFY, PřF OU)

biofyzikální fyziologie rostlin, fotosyntéza ve stresových podmínkách – mechanismy krátkodobé odezvy a aklimace fotosyntetického aparátu vyšších rostlin vůči klimatickým změnám (variabilita a spektrální složení radiace, zvýšená teplota, zvýšená koncentrace CO₂), indukce procesů ochrany rostlin před oxidativním stresem, biofyzikální a biochemické metody studia fotosyntézy a rostlinné fyziologie

Štroch Michal, doc. Mgr., Ph.D.
(KFY, PřF OU)

ekofyziologie, biofyzika a biochemie fotosyntézy vyšších rostlin, studium mechanismů, kterými reaguje fotosyntetický aparát vyšších rostlin na krátkodobé a dlouhodobé změny environmentálních faktorů (intenzita a spektrální kvalita záření, UV záření, teplota vzduchu), analýza funkčního stavu fotosystému II a I pomocí měření fluorescence chlorofylu a redoxního stavu primárního donoru elektronů fotosystému I (P700)

Urban Otmar, doc. Mgr., Ph.D.
(ÚVGZ AVČR Brno)

biofyzikální fyziologie rostlin, stresová fyziologie rostlin, ekofyziologie fotosyntézy, biochemické/matematické modely fotosyntézy, globální změna, vliv radiačního režimu na fyziologické procesy rostlin (difúzní světlo, dynamický světelný režim, difúzní x přímá radiace, spektrální složení radiace), vliv zvýšené koncentrace CO₂ a UV záření na rostliny, manipulační experimenty, environmentální metabolomika rostlin, toky ozónu a organických volatilních látek v terestrických ekosystémech, emise CH₄ a N₂O, stabilní izotopy (C13, N15, O18) v suchozemských ekosystémech

Vrábl Daniel, Mgr., Ph.D.
(KFY, PřF OU)

výzkum difúzních a biochemických limitací fotosyntetické asimilace CO₂, studium průduchové a mezofylové vodivosti, regulace průduchové hustoty na povrchu listu a stanovení difúzních vlastností kutikulární membrány, využití stabilních izotopů uhlíku ve fyziologii a ekologii rostlin, měření výměny plynů u rostlin, modulovaná fluorescence chlorofylu, analýza nestrukturních sacharidů, měření vodního potenciálu u rostlin, absorpční spektroskopie, aktivita a obsah enzymu Rubisco

Zgarbová Marie, Mgr., Ph.D.
(KFY, PřF OU, UP Olomouc)

struktura a dynamika nukleových kyselin, vývoj a validace silového pole pro nukleové kyseliny, referenční kvantově-mechanické výpočty

Oborová rada

Oborová rada je základním odborným, kontrolním a hodnotícím orgánem doktorského studia. Schází se nejméně jednou ročně, schvaluje individuální studijní plány doktorandů a provádí jejich pravidelné roční hodnocení. Rada schvaluje seznamy možných školitelů, školitele a konzultanty jednotlivých doktorandů a návrh podmínek přijímacího řízení.