Pro studenty
Stručná charakteristika specializace
Fyzikální chemie studuje vlastnosti a chování souborů molekul metodami klasické a statistické termodynamiky, používá experimentální i teoretické metody k objasňování struktury jednotlivých molekul, jejich mikro- i makrosouborů a analyzuje rychlost a mechanizmus chemických reakcí. Hlavní úsilí výzkumu ve fyzikální chemii se soustřeďuje na termodynamiku, kvantovou chemii, chemickou strukturu, elektrochemii, chemickou kinetiku, povrchové jevy, spektroskopické metody (nukleární magnetická resonance, elektronová paramagnetická resonance, infračervená spektroskopie a hmotnostní spektroskopie), fázové a chemické rovnováhy a nerovnovážné stavy. Trvalý kontakt s vývojem fyziky a používání matematických metod činí z fyzikální chemie a kvantové chemie nepostradatelný základ pro studium problémů v mezioborových směrech výzkumu, orientovaných na výzkum vlastností složitých molekul, které jsou základem živé i neživé hmoty (biomolekuly, pokročilé materiály).
Cíle studia
Cílem studia je připravit absolventy s hlubokými teoretickými znalostmi jak z klasické (rovnováha, změna stavu) tak i z moderní (struktura molekul, kvantová chemie) fyzikální chemie. Základ vzdělání v tomto oboru tvoří vědomosti ze základních chemických, fyzikálních a matematických disciplín: obecné a anorganické chemie, organické chemie, analytické chemie, biochemie, fyzikální chemie, matematiky a fyziky, ale i ze speciálních fyzikálně chemických disciplín: chemické kinetiky, elektrochemie, symetrie molekul, statistické termodynamiky, nerovnovážných soustav a fyzikálně chemických metod studia struktury molekul (nukleární magnetická resonance, elektronová paramagnetická resonance, infračervená spektroskopie, spektroskopie v blízké infračervené oblasti, spektroskopie v ultrafialové a viditelné oblasti, hmotnostní spektroskopie). Tato příprava vytváří nejen teoretický základ pro další rozvoj absolventů v praxi, ale vybavuje absolventy též praktickými dovednostmi z oblasti výpočetní techniky, zpracování dat a získávání dat z databází. Na tomto základě jsou rozvíjeny další prohlubující předměty studijního oboru: biofyzikální chemie, elektrochemie a elektrodová kinetika, aplikovaná výpočetní termodynamika, kvantová organická chemie, iniciace polymerních reakcí, termodynamika fázových rovnováh, elektrické vlastnosti molekul, materiálová chemie kovů a slitin, molekulová dynamika, fyzikálně organická chemometrie, chemická reaktivita a strukturní analýza biomolekul.
Charakteristika studia
Biofyzikální chemie je interdisciplinární obor spojující principy fyziky, chemie a biologie při studiu biomolekul. Zaměřuje se na pochopení struktury, dynamiky a funkce biomakromolekul i složitých biologických systémů pomocí fyzikálně-chemických a biochemických metod. Patří sem například termodynamika a kinetika biochemických reakcí, inhibice a aktivace enzymů nebo třeba konformační změny a specifické interakce biomakromolekul, které určují jejich funkční stav a adaptabilitu na měnící se prostředí. V rámci oboru se používá široká škála chemických, biofyzikálních a biochemických metod. Absolventi tohoto programu se mohou uplatnit především ve vědeckovýzkumných ústavech a akademických institucích, ale také v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu, případně v rozvíjejících se oblastech zaměřených na vývoj biosenzorů a dalších analytických metod.
Cíle studia
Specializace si klade za cíl předat studentům detailní a integrovaný pohled na propojení fyzikálních, chemických a biologických principů fungování organismů. Studenti jsou vedeni k osvojení si schopnosti samostatně formulovat vědecké problémy a navrhovat hypotézy, které následně testují pomocí teoretických modelů a experimentálních metod. Absolventi by také měli získat praktické dovednosti v některé z pokročilých experimentálních metod v oboru používaných – rentgenové krystalografii, NMR, EM, případně v některé z pokročilých modelovacích technik. Široký záběr praktických poznatků připravuje absolventy nejen pro aplikační výzkum, ale i pro kritické posuzování a prezentaci vědeckých výsledků v multidisciplinárních týmech v akademické sféře, biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu.
Stručná charakteristika
Třírozměrná struktura molekul, topologie elektronové hustoty, supramolekulární struktura a mezimolekulární interakce jsou klíčovými faktory určujícími chemické a fyzikální vlastnosti organických, anorganických a přírodních látek a biologickou aktivitu léčiv. Detailní znalost supramolekulárních komplexů a dynamiky systémů je nezbytnou podmínkou pro pochopení biologické aktivity sloučenin stejně jako pochopení a predikci funkce nových materiálů.
Posláním specializace Strukturní chemie je připravit kvalitní absolventy s velmi dobrou znalostí pokročilých strukturních metod, kterými jsou především magnetická rezonance a rentgenová difrakce v kombinaci s teoretickými metodami molekulového modelování a kvantové chemie.
Cíle studia
Absolvent je po úspěšném ukončení studia schopen:
- ovládnout teoretické základy všech oborů chemie;
- porozumět elektronové struktuře molekul a mezimolekulovým interakcím;
- pracovat s výpočetní technikou, zdroji chemických informací, orientovat se v chemické literatuře;
- zacházet s nebezpečnými látkami;
- sepsat zprávu o výsledcích své práce a výsledky přednést na odborném fóru s použitím moderní počítačové techniky presentace;
- provádět pokročilou strukturní analýzu molekulárních a supramolekulárních systémů v roztoku i pevném stavu za použití sofistikovaných strukturních metod s podporou molekulového modelování;
- nezávisle interpretovat experimentální a teoretická data a podpořit výzkumníky jiných oborů (např. syntetické či materiálové chemie, farmacie);
- komplexního a etického přístupu k řešení chemických problémů.
Absolventi specializace Strukturní chemie jsou vybaveni teoretickými a praktickými znalostmi, které jim umožní pracovat v akademické sféře na univerzitách, technických univerzitách nebo ústavech Akademie věd. Stejně jsou připraveni uplatnit se v komerčních institucích ve výzkumu, vývoji, výrobě a kontrole. Absolventi tohoto studijního oboru naleznou uplatnění v široké oblasti profesí, které vyžadují odborné vzdělání na vysokoškolské úrovni orientované na strukturní analýzu léčiv, metabolitů a nanomateriálů.