Nabidka temat pro doktorskou disertacni praci


(MFF UK, Prirodovedecka fak. nebo VSCHT)

Vyvoj kombinovanych kvantovych a klasickych metod pro interpretaci vibracnich spekter

Mnohe informace o chovanimolekul a jejich struktu?r lze zíiskat pomoci interakce s elektromagnetickym zarenim. Typickym prikladem jsou ruzne varianty Ramanovy spektroskopie odkryvajicigeometrii a silovve pole biomolekul. K uplnemu porozumeni temto jevum je casto nezbytne vlastnosti systemu vcetne spektralni odezvy verne simulovat. I pres rozvoj pocitacove techniky jsou zpravidla tyto simulace na hranicich technickych a teoretickych moznosti. Student v tomto tematu tak ma siroke pole pusobnosti v aplikaci dostupnych vypocetnich programu pro simulace experimentalnich vysledku, stejne tak jako vyvoj novych teoretickych modelu. V soucasnosti se zabyvame zejmena interpretaci specialnich spekter jako Ramanovy opticke aktivity, ktera poskytuje vice strukturnich informaci o molekule. Aplikace zahrnuji porfyrinove komplexy (molecular recognition), peptidy (neurodegenerative desease fibrils, mad cows), nukleove kyseliny a jejich interakce s kovy a malymi molekulami. Vyzkum je soucasti projektu GAAV a GAAVCR zahrnujicich spolupraci se zahranicnimi pracovisti.


Predpokladane znalosti: Zaklady kvantove chemie a programovani, prace muze zahrnovat i mereni spekter.

Vyvoj a aplikace molekulove dynamiky pro kvantove a transportni procesy

Vzhledem ke slozitosti mikrosveta zustava klasicka (Newtonovska) molekulova dynamika hlavnim nastrojem umoznujici pochopeni jeho stavby a dynamiky. Ve vyzkumu chovani molekul ovsem casto narazime na pripady kdy je treba standardni postupy (silova pole, klasicke a kvantove oblasti v molekule, pohybove rovnice jader ve vnejsich polich) modifikovat nebo prejit ke kvantove dynamice. Jak zahrnout spektroskopicke (kvantove) molekulove vlastnosti do existujicich molekulove-dynamickych (klasickych) programu, jak modifikovat pohybove rovnice pro dlouhocasove pomale transportni (biologicke, chromatograficke) procesy jsou prikladem problemu ktere bychom chteli studovat.


Predpokladane znalosti: Zaklady kvantove chemie a programovani.

Teoreticke metody pro Ramanovskou optickou aktivitu a povrchove zesileny rozptyl

Ramanovska opticka aktivita (ROA) je moderni spektroskopicka technika, ktera umoznuje ziskat rozsirenou informaci o strukture studovanych systemu. Kombinace s povrchovym rozptylem zas neobycejne zvysuje citlivost Ramanovy techniky, uvadi se moznost zaznamenani signalu i od jedne molekuly. V soucasne dobe mame k dispozici unikatn ROA spektrometr na Fyzikalnim ustavu UK. Na povrchovem rozptylu spolupracujeme s University of Danemark v Kodani. Ukolem doktoranda by bylo spolupracovat na vyvoji interpretacnich a teoretickych metod pro tyto spektroskopie, ikdyz je mozne zapojeni i do experimentalni prace. Slozitost teorie ROA spociva v narocnosti kvantovych vypoctu a komplexnim zahrnuti mereneho systemu do modelu, napr. rozpoustedla. Teorie povrchove-zesileneho rozptylu je zatim v pocatcich, ikdyz je castecne vyvjena i na nasem pracovisti. Aplikace zahrnuji napr. peptid-kovove komplexy studovane v souvislosti s indukovanim prionovych agregatu pii leceni a detekci neurodegenerativních chorob.
Predpokladane znalosti: Zaklady kvantove chemie, spektroskopie a programovani.

Intepretace spekter vibracniho a elektronoveho cirkularniho dichroismu

Interakce molekul s vakuovym zarenim, Casimiruv efekt u molekul

Vyznam Rydbergovych orbitalu pro elektronove vlastnosti molekul, atmospheric chemistry