1. Po úvodním seznámení s historií a současným stavem výzkumu nanostrojů budou probrány různé definice pojmu „nanostroj“ a základní klasifikace. Budou diskutovány rozdíly a podobnosti strojů a nanostrojů. V souvislosti se supramolekulárními nanostroji budou probrány základy supramolekulární chemie.
2. Budou probrány metody kontroly pohybu/funkce a vizualizace nanostrojů. Pozornost bude věnována konformačním a rotačním změnám, dále budou probrány metody pohonů nanostrojů – samohybné vs. externě řízené nanostroje. Studenti budou seznámení také s problematikou pohybu nanostrojů v kapalině.
3. Pozornost bude věnována chemii komplexů, koordinačně-kovalentní vazbě a jejímu popisu. Budou prezentovány různé druhy komplexních sloučenin a diskutována jejich stabilita. Kromě komplexů bude pozornost věnována také dalším sloučeninám využitelným při syntéze nanostrojů.
4. Budou prezentovány typy molekulárních funkčních jednotek, přičemž pozornost bude zaměřena na molekulární rotory a molekulární brzdy. Budou diskutovány faktory ovlivňující rychlost rotace, problém kontinuální rotace a efektivita brzdných prvků.
5. V návaznosti na předešlé téma bude probrána oblast nanovozítek. Budou představeny jejich druhy a metody ovládání jejich pohybu. Na příkladu těchto nanostrojů budou demonstrovány problémy efektivity jejich syntéz a manipulace s nimi.
6. Pozornost bude věnována molekulárním nanostrojům na bázi azo- a podobných sloučenin. Studenti budou seznámeni s nanotransportéry, nanovrstvami s ovladatelnou výškou či pinzetou na bázi těchto sloučenin. V souvislosti s nanotransportéry bude diskutována problematika využití nanostrojů jakožto nosičů léčiv.
7. Po úvodním uvedení základních topologických pojmů a ozřejmění problematiky planarity molekul a molekulárních uzlů budou prezentovány supramolekulární nanostroje na bázi rotaxanů a katenanů. Budou představeny metody jejich syntézy a studenti budou seznámeni s principy molekulárních výtahů a spínačů včetně jejich ovládání.
8. V návaznosti na předešlé téma budou demonstrovány praktické aplikace nanostrojů na bázi rotaxanů. Studenti budou seznámeni s molekulárními svaly, molekulárními lisy, molekulárními vrstvami s ovladatelnou hydrofobicitou/hydrofilicitou, atd.
9. Pozornost bude věnována nanostrojům na bázi komplexních sloučenin, zejména rutheniových komplexů. Bude demonstrována molekulární analogie přenosu proudu kabelem od zdroje ke spotřebiči. Bude diskutován problém samouspořádávání a studenti budou seznámeni s molekulárními dráty.
10. Bude probráno využití uhlíkatých nanotrubic pro konstrukci nanostrojů. Bude představen molekulární mlýnek, molekulární váhy a v návaznosti na téma samouspořádávání bude rovněž prezentováno použití uhlíkových nanopásků.
11. Bude diskutováno téma nanostrojů a otázky počátku života. Budou probrány rozdíly mezi syntetickými a biologickými nanostroji a studenti budou seznámeni se základními typy biologických nanostrojů, přičemž pozornost bude věnována zejména proteinovým motorům.
12. V návaznosti na předešlé téma budou probrány molekulární bičíky a princip jejich pohonu. Dále budou ukázány příklady jejich využití při konstrukci nanostrojů a bude diskutován hybridní přístup ke konstrukci nanostrojů s použitím biologických i syntetických komponent.
13. Studenti budou seznámeni s nanostroji na bázi DNA. V návaznosti na dříve probrané téma samouspořádávání bude probrána možnost využití DNA ke konstrukci nanosoučástek.
14. Test.
2. Budou probrány metody kontroly pohybu/funkce a vizualizace nanostrojů. Pozornost bude věnována konformačním a rotačním změnám, dále budou probrány metody pohonů nanostrojů – samohybné vs. externě řízené nanostroje. Studenti budou seznámení také s problematikou pohybu nanostrojů v kapalině.
3. Pozornost bude věnována chemii komplexů, koordinačně-kovalentní vazbě a jejímu popisu. Budou prezentovány různé druhy komplexních sloučenin a diskutována jejich stabilita. Kromě komplexů bude pozornost věnována také dalším sloučeninám využitelným při syntéze nanostrojů.
4. Budou prezentovány typy molekulárních funkčních jednotek, přičemž pozornost bude zaměřena na molekulární rotory a molekulární brzdy. Budou diskutovány faktory ovlivňující rychlost rotace, problém kontinuální rotace a efektivita brzdných prvků.
5. V návaznosti na předešlé téma bude probrána oblast nanovozítek. Budou představeny jejich druhy a metody ovládání jejich pohybu. Na příkladu těchto nanostrojů budou demonstrovány problémy efektivity jejich syntéz a manipulace s nimi.
6. Pozornost bude věnována molekulárním nanostrojům na bázi azo- a podobných sloučenin. Studenti budou seznámeni s nanotransportéry, nanovrstvami s ovladatelnou výškou či pinzetou na bázi těchto sloučenin. V souvislosti s nanotransportéry bude diskutována problematika využití nanostrojů jakožto nosičů léčiv.
7. Po úvodním uvedení základních topologických pojmů a ozřejmění problematiky planarity molekul a molekulárních uzlů budou prezentovány supramolekulární nanostroje na bázi rotaxanů a katenanů. Budou představeny metody jejich syntézy a studenti budou seznámeni s principy molekulárních výtahů a spínačů včetně jejich ovládání.
8. V návaznosti na předešlé téma budou demonstrovány praktické aplikace nanostrojů na bázi rotaxanů. Studenti budou seznámeni s molekulárními svaly, molekulárními lisy, molekulárními vrstvami s ovladatelnou hydrofobicitou/hydrofilicitou, atd.
9. Pozornost bude věnována nanostrojům na bázi komplexních sloučenin, zejména rutheniových komplexů. Bude demonstrována molekulární analogie přenosu proudu kabelem od zdroje ke spotřebiči. Bude diskutován problém samouspořádávání a studenti budou seznámeni s molekulárními dráty.
10. Bude probráno využití uhlíkatých nanotrubic pro konstrukci nanostrojů. Bude představen molekulární mlýnek, molekulární váhy a v návaznosti na téma samouspořádávání bude rovněž prezentováno použití uhlíkových nanopásků.
11. Bude diskutováno téma nanostrojů a otázky počátku života. Budou probrány rozdíly mezi syntetickými a biologickými nanostroji a studenti budou seznámeni se základními typy biologických nanostrojů, přičemž pozornost bude věnována zejména proteinovým motorům.
12. V návaznosti na předešlé téma budou probrány molekulární bičíky a princip jejich pohonu. Dále budou ukázány příklady jejich využití při konstrukci nanostrojů a bude diskutován hybridní přístup ke konstrukci nanostrojů s použitím biologických i syntetických komponent.
13. Studenti budou seznámeni s nanostroji na bázi DNA. V návaznosti na dříve probrané téma samouspořádávání bude probrána možnost využití DNA ke konstrukci nanosoučástek.
14. Test.