Microscopic Biomechanics

Module MW1827

This Module is offered by Associate Professorship of Biomechanik (Prof. Lieleg).

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Module version of WS 2015/6 (current)

There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.

available module versions
WS 2015/6SS 2012

Basic Information

MW1827 is a semester module in German language at Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Diese Vorlesung behandelt mikromechanische Phänomene in Biomaterialien. Ausgehend von der Stabilität einzelner chemischer und physikalischer Bindungen werden zunächst mechanische Eigenschaften einzelner Moleküle und Anwendungen der Balkengleichung auf Biopolymere besprochen. Danach werden die Arbeitsweise molekulare Motoren und deren Mechanismus der Krafterzeugung aufgezeigt, z.B. beim mikroskopischen Materialtransport oder beim Hörvorgang. Ferner werden die mechanischen Eigenschaften von Biomembranen und von Netzwerken aus Biopolymeren werden diskutiert und gezeigt, wie die Natur in diesen Systemen durch die gezielte Kombination von leicht verschiedene Molekülen ein breites Spektrum an Materialeigenschaften erzeugt. Ferner werden Unterschiede in der Mechanik von gesunden und kranken Zellen sowie die Reaktion von Zellen auf die mechanischen Eigenschaften der sie umgebenen Polymere aufgezeigt. Abschließend werden Beispiele aus dem "tissue engineering" diskutiert in dem man versucht künstliche Zell/Polymerverbände für medizinische Anwendungen zu entwickeln.

Learning Outcome

Nach erfolgreicher Teilnahme an der Modulveranstaltung Mikroskopische Biomechanik können die Studierenden selbständig mechanische Prinzipien auf mikroskopische Prozesse in Biomaterialien anwenden. Sie beherrschen grundlegende Konzepte zur Mechanik von einzelnen Molekülen, Zellen und Zell-Polymerverbänden und sind in der Lage, das mikromechanische Verhalten von verschiedenen Biomaterialien zu bewerten.

Preconditions

Grundkenntnisse in der technischen Mechanik (Technische Mechanik I - III) werden vorausgesetzt. Biologisches und chemisches Grundwissen (Niveau: gymnasiale Oberstufe) wird ebenfalls erwartet.

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Mikroskopische Biomechanik Dienstag, 08:30–11:00

Learning and Teaching Methods

Die Vorlesung findet als Vortrag statt. Die Vorlesungsfolien werden spätestens am Tag vor dem jeweiligen Vorlesungstermin online zum Download zugänglich gemacht, so dass sich die Studierenden während der Vorlesung ergänzende Kommentare in ihre ausgedruckten Folien eintragen können. Ausgewählte Skizzen und Schemata werden als Tafelanschrieb ergänzt. In den Übungen werden Beispielaufgaben vorgerechnet, die die in der Vorlesung behandelten Thematiken vertiefen. Fragen zu diesen Aufgaben können, neben weiteren allgemeinen Fragen, an die Übungsgruppenleiterin gestellt werden. Nach der Hälfte des Moduls wird eine 45minütige "Halbzeitwiederholung" angeboten, in der die wichtigsten bislang vermittelten Inhalte in kompakter Form rekapituliert werden.

Media

Vortrag, Präsentation mit PC, Kurzvideos in englischer Sprache zur Veranschaulichung bzw. Wiederholung bereits behandelter Themen

Literature

Die Vorlesungsfolien werden online zum Download bereitgestellt. Vertiefende Fachliteratur zu den jeweiligen Themen wird in der Vorlesung genannt bzw. ist auf den jeweiligen Folien angegeben.

Module Exam

Description of exams and course work

Parallel zur Vorlesung wird eine Übung angeboten. In den Übungen werden Beispielaufgaben gemeinsam erarbeitet und gelöst, die zum vertieften Verständnis der in der Vorlesung besprochenen Themen beitragen. Die Inhalte der Vorlesungen und Übungen werden nach Ablauf der Vorlesungszeit in 20-minütigen mündlichen Einzel-Prüfungen abgefragt.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam at the end of the semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.