Klasik termodinamik, entalpi, entropi, serbest enerji, denge konumlari, istatistik termodinamige giris, malzemele ozelliklerinin tanimlanmasi. Kinetik surecler. Isi, kutle ve enerji difuzyonu. Dinamik surecler ve donusumler.

Polimer sentezi ve özellikleri. Polimer reolojisi, fabrikasyon metodlari ve mühendislikteki uygulamalar.

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

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

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.

Başlık ders açıldığında verilecektir.

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.

Etkileşimli Python'a giriş ve Jupyter Notebook, Python ile hazır gelen veri yapıları, koşullu önermeler, döngüler, fonksiyonlar, metin değişkenleri, temel girdi/çıktı operasyonları, veri işleme ve görselleştirme temelleri ve ilgili Python kütüphaneleri, farklı grafik türleri, vektör/matris değişkenleri, doğrusal cebir işlemleri, olasılık/istatistik işlemleri, veri işleme uygulamaları

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.

Entropi, bağıl entropi ve karşılıklı bilgi miktarı; sonuşurda eşbölüntü kuramı; rastgele bir sürecin entropi hızları; veri sıkıştırma; Kolmogorov karmaşıklığı; kanal sığımı; ayrımsal entropi; Gauss kanalı; en yüksek entropi ve spektral kestirim; hız bozulum kuramı, ağ bilişim kuramı.

Temel koşut-zaman kavramları, gerekirci olmamak, bölünmezlik, yarış durumları, eşzamanlama, birbirini dışlama. Paralel mimariler, çok çekirdekli işlemciler, dağıtık bellek mimariler. Paralel programlama modelleri ve dilleri, çok-örgülü, mesaj geçirme, veri güdümlü, veri paralel programlama. Paralel program tasarımı, ayrışma, tanesellik ölçüsü, yerellik, iletişim, yük dağılımı. Paralel programlama desenleri, yapısal, işlemsel, strateji, koşut-zamanlı yürütme desenleri. Başarım modelleme, paralelleştirmenin getirdiği ek yükler.

Biyolojik sistemlerin incelenmesi icin algoritmalar, modeller, veritabanlari. Sekans analizi, karsilastirmalar, veri tabanlarinda benzerlik eslestirmeleri. Filogenetik soy agaclari. Protein dizilerinde kaliplar bulma. Protein uc boyutlu yapi tayini. Homoloji modellemesi, protein katlanma problemi. Simulasyon yontemleri. Proteinler arasi etkilesmeler. Network cesitleri. Sinyal networkleri icin veri tabanlari ve modellemeler. Sinyal netorkleri icin veru madenciligi.

Entropi, bağıl entropi ve karşılıklı bilgi miktarı; sonuşurda eşbölüntü kuramı; rastgele bir sürecin entropi hızları; veri sıkıştırma; Kolmogorov karmaşıklığı; kanal sığımı; ayrımsal entropi; Gauss kanalı; en yüksek entropi ve spektral kestirim; hız bozulum kuramı, ağ bilişim kuramı.

Mikrosistemler ve mikto-elektro-mekanik sistemler (MEMS) konusuna giriş; MEMS ile optik ile tümleşimi, mikroüretim teknikleri ve süreçleri; MEMS modelleme ve tasarım; tahrikleyici ve algılayıcı tasarımı; mekanik tasarım; temel optik sistem tasarımı; paketleme. Önemli optik MEMS uygulamalarının detaylı incelenmesi: tarayıcı sistemler (Göze takılan displayler, barkod tarayıcılar); projeksiyon sistemleri (DMD ve GLV); kızıl ötesi komera sistemleri; optik anahtarlama ve iletişim sistemleri.

2 boyutlu doğrusal sistem teorisi ve 2-boyutlu Fourier dönüşümleri. Optik sinyal işlemede kullanılan integral dönüşümleri; Fiziksel optik ve dağıtım teorisinin temelleri; optik sistemlerde Fourier dönüşümleri ve görüntü oluşturma; Lazerli ve diğer kaynak kullanılan sistemler; Görüntü korelasyonu ve frekans analiz teknikleri; Girişim; Hologramlar; Üç boyutlu display teknolojileri.

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

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.

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.

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.