Microscopic Biomechanics
Module MW1827
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 SS 2017
There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.
Whether the module’s courses are offered during a specific semester is listed in the section Courses, Learning and Teaching Methods and Literature below.
| available module versions | |||
|---|---|---|---|
| WS 2019/20 | SS 2017 | WS 2015/6 | SS 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 workload | Contact hours | Credits (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 60 h | 5 CP |
Content, Learning Outcome and Preconditions
Content
Dieses Modul 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 dem Modul 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 ([MW1937], [MW1938], [MW1939] 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
| Type | SWS | Title | Lecturer(s) | Dates | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 3 | Microscopic Biomechanics | Lieleg, O. Rickert, C. |
Tue, 08:30–11:30, CPA EG.006A |
Learning and Teaching Methods
Das Modul besteht aus einer Vorlesung, in dieser werden die Lernergebnisse mittels Vorträgen, unterstützt durch Präsentationen vermittelt. 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. Ferner werden Beispielaufgaben vorgerechnet, und so die behandelten Thematiken vertieft. Fragen zu diesen Aufgaben können, neben weiteren allgemeinen Fragen, an den Dozenten gestellt 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
In einer 70-minütigen schriftlichen Klausur weisen die Studierenden nach, dass sie selbständig mechanische Prinzipien auf mikroskopische Prozesse in Biomaterialien anwenden und das mikromechanische Verhalten von verschiedenen Biomaterialien bewerten können.
Es sind keine Hilfsmittel zugelassen.
Es sind keine Hilfsmittel zugelassen.
Exam Repetition
The exam may be repeated at the end of the semester.