F7DIMEMS - Systémy MEMS v biologických aplikacích a nanotechnologiích

Využití technologii na bázi MEMS a jejich využití v biomedicínských aplikacích; jejich principy funkce, využití v oblasti biosenzorů a bioaktuátorů; využití v nanotechnologiích.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Od MEMS k BioMEMS: Základní pojmy, scalling, mezioborovost, aplikace.

2.Parametry biosenzorů a bioaktuátorů.

3.Fyzikální jevy a mechanismy (mikro a nano) využívané pro činnost BioMEMS a biosystémů.

4.MEMS a BioMEMS systémy pro biosenzory a bioaktuátory, pro biodiagnostiku.

5.Inteligentní materiály pro BioMEMS a biosystémy, grafen, biokompatibilita, biočipy, lab-on-chip, mikro a nanoroboty apod.

6.Uplatnění nanotechnologií v biosenzorech a aktuátorech, elektrochemické a další typy mikroelektrod, biosystémy typu drug-delivery, micro-arrays a další.

7.Inteligentní elektroaktivní polymerové aktuátory a jejich využití v biosystémech (např. pro umělé svaly).

8.Biosenzory, základní vyhodnocovací mechanismy, senzory enzymů a mikrobiologických látek, senzory DNA/antigen-antibody.

9.Senzory pro snímání informací na rozhraní lidské tělo – okolní prostředí.

10.Senzory pro monitorování fyzikálních a biochemických látek v krvi (plyn, průtok, tlak apod.), mikronapájení biosystémů typu Energy harvesting.

Osnova cvičení (bloková forma výuky po 4 vyučovacích hodinách):

1.Praktické měření na biosystémech, měření s biosenzory a bioaktuátory.

2.Měření vlastností elektroaktivních polymerů a senzorů pro monitorování fyzikálních a biochemických látek v krvi.

Využití technologii na bázi MEMS a jejich využití v biomedicínských aplikacích; jejich principy funkce, využití v oblasti biosenzorů a bioaktuátorů; využití v nanotechnologiích.

Povinná literatura:

[1]Bhushan, B., MEMS/NEMS and BioMEMS/BioNEMS: Materials, Devices, and Biomimetics, Springer, Berlin, Heidelberg 2011, Online ISBN 978-3-642-15263-4

[2]Korotcenkov: Chemical Sensors, Vol 1: General Approaches, Momentum Press 2010, ISBN 978-1-60650-103-0

Doporučená literatura:

[1]Korotcenkov: Chemical Sensors - Volume 2 Nanostructured Materials, Momentum Press 2010, ISBN 978-1-60650-106-1

[2]Fraden,J.: Handbook of modern sensors. Springer-Verlag New York, Inc, 2010, ISBN 978-1-4419-6466-3

[3]Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008, ISBN 978-80-200-1478-8

Modul A