Aushang - Fakultät Physik
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Seminar Soft Matter und Biophysik Metin Tolan, Jan Kierfeld Vorbesprechung: Do., 20.10., 8:15-9:00, Raum P1-O2-323 (Theorie-Seminarraum) t1.physik.tu-dortmund.de/cms/en/kierfeld/teaching/seminarsoftmatter-ws16171/index.html Themen •Untersuchung von Soft-Matter mit Röntgenkleinwinkelstreuung •Vermessung von Soft-Matter Schichtsystemen mittels Röntgenreflektivität •Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen •Wasser einmal anders: Hydrate •Nobelpreis: Superresolution-Mikroskopie •Proteinfaltung: Grundlegende theoretische Modelle •Simulationsmethoden •Vesikel: Formen und Formübergänge •Wachstumskinetik von Aktin und Mikrotubuli •Viren: Struktur, Mechanik, Selbstassemblierung •Flüssigkristalle •molekulare Motoren •Quasikristalle •DNA, RNA z.B. DNA-Schmelzen Zwei Themengebiete: Theorieteil Proteine ( Streuexperimente) •Proteinfaltung: Grundlegende theoretische Modelle •Proteinfibrillen und ihre Wachstumskinetik •Simulation von Proteinen •molekulare Motoren •Bond-rupture •Evolutionsmodelle Kristallisation, Self-Assembly •Statistische Physik harter Kugeln •Aktive Teilchen •Flüssigkristalle, Quasikristalle •Viren •Vesikel DNA, RNA z.B. Schmelzen ( Streuexperimente) Proteine Monomer=Aminosäure Peptidbindung Polymer=Poly-Peptid 20 Aminosäuren Proteine komplizierte Strukturbildung durch schwache WW. (H-Brücken oder hydrophober Effekt) Beispiele: Sekundärstrukturen durch H-Brücken stabilisert: α-helix, β-sheet Proteinstrukturen Sekundärstrukturen α-Helix, β-Faltblatt durch H-Brücken α-Helix β-sheet Tertiärstrukturen, hydrophober Effekt Proteinfaltung richtige Faltung entscheidend für biologische Funktion Strukturbestimmung mit Hilfe von Röntgensstreuung Proteine •Levinthal-Paradox •hydrophober Effekt einfache Modelle: HP-Modell Go-Modell Tube-Modell Protein-Aggregation: •Krankheiten kinetische Modelle, •aber auch Wachstum von Protein-Fäden (Aktin, Mikrotubuli) im Zellskelett Kristallisation Kristallisation ohne Wechselwirkungsenergie: harte Kugeln rein entropisch, wie? Flüssigkristalle ebenfalls rein entropisch, harte Stäbchen stäbchenförmige Moleküle Positionsordnung und Orientierungsordnung neue Phasen zwischen fest und flüssig nematische Phase polarisiertes Licht Flüssigkristalle isotrop nematisch smektisch A smektisch C Vesikelformen und Formübergänge Aktive Teilchen Chemisch oder von Thermophorese angetriebene Teilchen “künstliche Schwimmer”: Antriebsmechanismen, Hydrodynamik, …. Quasikristalle Nobelpreis 2011, Dan Shechtman raumfüllend, geordnet, aber nicht periodisch Superauflösende Mikroskopie Nobelpreis 2014, Hell, Betzig, Moerner STED, PALM Röntgenstreuung an DNA Beim einem Besuch in London hat Wilkins Watson dieses (von Rosalind Franklin aufgenomme) Bild gezeigt: Watson sah auf einen Blick: •Muster typisch für Helix •Abstand 3.4 A zwischen Basen •34 A für eine Schraubenwindung Nobelpreis Physik 2016 David Thouless 1/2 Duncan Haldane 1/4 John Kosterlitz 1/4 "for theoretical discoveries of topological phase transitions and topological phases of matter". Nobelpreis Physik 2016 ¼ (Kosterlitz, Thouless) für KT-Phasenübergänge durch topologische Defekte in 2D: Magnete (Vortizes), 2D Supraleiter, Suprafluid Nobelpreis Physik 2016 2D Schmelzen (Dislokationen, Disklinationen) KTNHY-Theorie Phasenübergänge durch topologische Defekte: Das Schmelzen zweidimensionaler Kristalle URS GASSER | GEORG MARET | PETER KEIM, Physik in Unserer Zeit 2008 Nobelpreis Physik 2016 Phasenübergänge durch topologische Defekte: Das Schmelzen zweidimensionaler Kristalle URS GASSER | GEORG MARET | PETER KEIM, Physik in Unserer Zeit 2008 Nobelpreis Chemie 2016 Jean-Pierre Sauvage 1/3 Fraser Stoddart 1/3 Ben Feringa 1/3 "for the design and synthesis of molecular machines". Nobelpreis Chemie 2016 Molekulare Maschinen: molekularer Muskel (Sauvage) chemische Reaktion Nobelpreis Chemie 2016 Molekulare Maschinen: molekularer Muskel (Sauvage) chemische Reaktion Drehmotor (Feringa) UV-Licht Themen •Untersuchung von Soft-Matter mit Röntgenkleinwinkelstreuung •Vermessung von Soft-Matter Schichtsystemen mittels Röntgenreflektivität •Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen •Wasser einmal anders: Hydrate •Nobelpreis: Superresolution-Mikroskopie •Proteinfaltung: Grundlegende theoretische Modelle •Simulationsmethoden •Vesikel: Formen und Formübergänge •Wachstumskinetik von Aktin und Mikrotubuli •Viren: Struktur, Mechanik, Selbstassemblierung •Flüssigkristalle •molekulare Motoren, Maschinen •Quasikristalle •DNA, RNA
