Mikrobiyal fizyolojiye giriş; mikroorganizmalarda metabolik yolaklar ve ürünler; Endüstride kullanılan mikroorganizmalar; Endüstriyel düzeyde mikroorganizma büyütme teknikleri

Enerji üretim tekniklerinin incelenmesi; günümüzde kullanılan enerjilerin çevre ve ekonomiye olan etkileri; Su gücü, rüzgar enerjisi, dalga enerjisi, gelgit enerjisi, okyanus ısıl enerjisi, jeotermal enerji, biyokütle enerjisi, enerji depolama. Enerji üretim sistemlerinin günümüzde sürdürülebilir olması anlamında incelemeler.

Yüzeye adzorpsiyon, adzorpsiyonda yapısal ve dinamik süreçler, adzorpsiyon termodinamiği, katalizör karakterizasyon metotları, gözenek yapıları ve yüzey alanı, kataliz için yüzey kimyası, metaller, çok iyi dağılmış katalizörler, enerji üretimi ağırlıklı endüstriyel örnekler

Ham petrolün ve biokütlenin rafineri işlemleri; ham petrol için distilasyon, katalitik ve termal kırma, yakıt iyileştirme ve diğer yan ürün işlemleri, biokütle için gazlaştırma, piroliz, transesterleştirme, yoğunlaştırma işlemleri; rafineri işlemleri için ekonomik ve çevresel etkenler.

Rekombinant DNA teknolojisi; enzimler ve biyomoleküller; moleküler genetik; mikroorganizmaların ticari kullanım alanları; biyoayrışma teknikleri; transgenik teknolojisi; Gen terapisi; Biyoyoteknolojinin çevre, tarım ve ilaç sektöründe uygulamaları

İlaç tasarımı, hastalığa neden olan bir hedefin (DNA, RNA, proteinler) aktivitesini durdurmak için belirli bir bölgeye yapışacak uygun bir ilaç molekülü oluşturma yöntemidir. Bu derste, böyle bir molekülün bilgisayar ortamında elde edilişi ele alınacaktır. İşlenecek konular: Hedef üzerindeki aktif bölgenin tayini. İlaç-reseptör etkileşmelerini kontrol eden kuvvetler. İlaç kütüphanelerinin taranması yöntemleri. İlaç yapışma enerjilerinin tayini için değişik yazılımların kullanılması. Kılavuz molekülün elde edilmesi ve geliştirilmesi. Başarılı ve başarısız olmuş ilaçların incelenmesi.

Yaşayan sistemlerdeki moleküler şebekelerin sayısal olarak anlatımı. Büyük ölçekli teknolojiler (genom dizinleri, DNA mikroçiplerini, proteomiks ve ilaç tasarımı), transkripsiyonel kontrol şebekeleri, sentetik biyoloji ve sinir ağları. Bu konular giriş seviyesindeki moleküler ve yapısal biyoloji, termodinamik, istatistik ve otomatik öğrenme dersleri ile desteklenecektir.

Kimyasal ve biyolojik sistemlerin modellenmesi. Kararlı ve geçiçi hal modellemesi ve simülasyonu. MATLAB ile uygulama örnekleri. Stokiyometrik ilişkiler ve değişmeler, kinetik modelleme, reaktörler, faz denge hali, kademeli temas sağlayan ayırma işlemleri, kütle aktarım hızları, difüzyon ve konveksiyon ile kütle aktarımı, parametre bulma.

Moleküler, hücresel ve doku mühendisliğinin temel prensiplerini ve uygulamaları. Temel doku mühendisliği teknikleri. Doku mühendisliği prensiplerinin problemlerin çözümü için kullanmaılması. Doku mühendisliği kullanılarak geliştirilmiş cihaz veya malzemelerin organ nakli metotları. Hücre ve yapı iskelesi hazırlamanın yöntemleri. Seçilen büyüme faktörlerinin ve genlerinin yapı iskelesine dahil etmenin mantığı.

Kimya mühendisliği uygulamalarında molekül modellemenin temel prensipleri; nano gözenekli yapılarda yüzeye tutunma ve difüzyonun moleküler simülasyonu; molekül dinamiklerinin gas taşınım simülasyonunda uygulanması; Monte Carlo yöntemlerinin denge ayırımlarında uygulanması, molekül modelleme ile zeolit ve metal-organik yapıların gas muhafazası için modellenmesi.

Master derecesi için özgün araştırmadan kaynaklı tez yazımı

Biyomoleküllerin yapı, işlev ve dinamikleri arasındaki ilişkiler. Biyomoleküller ile ilgili veri tabanlarının incelenmesi ve hesaplamalı yöntemlerin moleküler etkileşimlerin ve ağlarının incelenmesindeki uygulaması. Hesaplamalı modelleme yöntemlerinin ve dinamiklerinin incelenmesi.

Yazın yeteneklerini olduğu kadar önemli okuma ve düşünme yeteneklerini de geliştirecek olan yazın dersidir. Ders hedeflerine okuma, yazma ve sınıf içinde ve dışında olmak üzere tartışmalarla ulaşılacaktır. Öğrenci performansı Yeterli/Yetersiz olarak değerlendirilecektir.

Dışbükey analiz, eniyilik şartları, doğrusal programlama model formülasyonu, simpleks metodu, dualite, dual simpleks metodu, duyarlılık analizi; atama, ulaşım ve aktarma problemleri

Kristal yapısı, ters örgü, kristal yapısının x-ışınımı kırınım yöntemiyle belirlenmesi, periyodik potansiyellerin enerji düzeyleri, Bloch teoremi, katıların band teorisi, kristal kusurları, örgü titreşimleri ve fononlar; elektriksel iletkenlik, metaller, yalıtkanlar ve yarıiletkenler; manyetik özellikler, paramanyetik, diyamanyetik, ferromanyetik ve süper iletken malzemeler; malzemelerin optik özellikleri, kırınım endeksi, dispersiyon, ışığın soğurulması ve yayımı, doğrusal olmayan optik malzemeler, yüksek harmonik üretimi, Raman etkisi.

Metal, polimer, seramik ve kompozit malzemelerin ısıl ve mekanik özellikleri, bu özelliklerin yapı ve morfoloji ile ilişkilendirilmesi; sıcaklık ile mikroyapılanma mekanizmalarında ve makroskopik davranışlarında görülen değişiklikler; kristalleşme, erime ve camsı geçiş; gerginlik-gerilme davranışı; elastik deformasyon, kopma, plastik akma; viskoelastik davranış; güçlendirme mekanizmaları, kırılma, yorgunluk, esneme.

Biolojik ve sentetik nano-yapıların kendiliğinden organizasyonunu belirleyen moleküller arası kuvvetler. Güçlü ve zayıf thermodinamik açıdan incelenmesi. Kendiliğinden Organize olan sistemler: Miceller, Bilayerlar, ve Biyolojik zarlar. Bu tip sistemlerin hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi.

Yüzey ve arayüzey biliminin temel fiziko-kimyasi; arayüzeylerde etkilesmeler; yüzey termodinamigi, yapi ve icerigi, yüzeye fiziksel ve kimyasal yapisma; sivi arayüzeyleri; koloidler; amfifilik sistemler; polimer malzemelerde ve kompozitlerde arayüzeyler; sivi kaplama sürecleri.

İmplantasyon (diş, doku, kemik), estetik, optik, teşhis ve tedavi de kullanılan sentetik polimer, metal, kompozit, dendrimer, hidrojel, silicon gibi malzemeleri tanıtmayı ve çeşitli uygulamalarda malzemelerin nasıl ve neden kullanıldıklarını anlatır.

Mikro ve nano elektro mekanik sistemler (MEMS ve NEMS) için imalat ve karaterizasyon teknikleri, (mikrolithografi; ıslak ve kuru aşındırma teknikleri; fiziksel ve kimyasal buhar kaplama prosesleri; elektrokaplama; bağlama; odaklanmış iyon ışın teknikleri; yukarıdan-aşağıya yaklaşımlar - electron-ışın litografisi, SPM, yumuşak (soft) lithografi - ; kendiliğinden birleşmeye dayalı aşağıdan-yukarıya teknikler). Yarıiletken nanoteknolojisi. Nanotüpler ve nanoteller. Biyolojik sistemler. Moleküler elektronik.