David Roesel

Náhodný obrázek z cest.
Killarney National Park, ON, Canada

Letní výzkumné projekty

Rekonstrukce povrchu ledu na University of Puget Sound

V létě 2015 jsem se vrátil na University of Puget Sound (link) v Tacomě, kde jsem opět pod vedením profesora Stevena Neshyby (link) pokračoval ve výzkumu ledových krystalů.

Místo snímání krystalků v mikroskopu jsem se tentokrát věnoval počítačové rekonstrukci povrchu krystalu. Ze snímků vytvořených čtyřmi různými detektory v SEM jsme metodou optimal estimation vytvářeli 3D model zdrsnění na povrchu krystalů.

Při psaní rekonstrukčního programu jsme využívali balíček CUDA propojený s Pythonem pomocí knihoven PyCUDA a scikit-cuda. V budoucnu bude možné přesněji rekonstruované povrchy krystalů podrobit simulacím rozptylu světla a tím prozkoumat vliv ledových krystalů v mracích na změny klimatu.

Rekonstruovaný povrch krystalu ledu.

Rekonstruovaný povrch krystalu ledu.

Interakce H2O2 s ledem na PSI

Ke konci léta 2014 mi bylo umožněno pracovat po dobu tří týdnů v Paul Scherrer institutu (link) na severu Švýcarska. Věnoval jsem se tam zkoumání interakce tenkých vrstev ledu a H2O2 ve vzduchu pod vedením Dr. Thorstena Bartels-Rausche (link).

Interakci jsme studovali měřením koncentrace H2O2 ve vzduchu před a po průchodu malou trubičkou pokrytou zevnitř tenkou vrstvou ledu. Množství H2O2, které se naváže na led, se mění v závislosti na teplotě vzduchu, tlaku v trubičce, způsobu přípravy ledu a dalších parametrech.

Z naměřených dat se poté následným zpracováváním v MATLABu zjišťovalo přesné množství H2O2, které zůstalo na ledovém povrchu. Součástí práce byla také příprava pracovních sloučenin do detektoru koncentrace H2O2 v plynu a jeho údržba. Krátké shrnutí projektu je k dispozici PDF zde.

Fotka měřící aparatury.

Fotka měřící aparatury.

Studium ledu na University of Puget Sound

V létě 2013 jsem se dostal na University of Puget Sound (link) v Tacomě, kde jsem měl příležitost věnovat se přes měsíc studiu ledu pomocí SEM pod vedením profesora Stevena Neshyby (link).

Led se za různých podmínek (teplota, tlak, ...) chová různě a vytváří na mikroskopické úrovni nejrůznější struktury. Hlavním cílem projektu bylo vyrůst v komoře skenovacího elektronového mikroskopu krystalky ledu a vyvinout metodu na sestavení 3D modelu jejich povrchu. Tento model následně softwarově zpracovávat a najít parametry rozdělení, které odpovídá distribuci různých strmostí napříč povrchem.

S takovou metodou jsme se pak snažili studovat závislost parametrů statistického rozdělení na podmínkách v komoře SEM. Námi vytvořený 3D model se dá dále používat na simulace průchodu světla ledovým krystalem a dá se podrobit další analýze. Prezentovaný poster si můžete prohlédnout PDF zde.

SEM snímek krystalu ledu.

SEM snímek krystalu ledu.

Letní škola v Nových Hradech

V létě 2012 jsem měl příležitost modelovat interakce mezi Orosomukoidem (krystalovou strukturou α1-kyselého glykoproteinu) a několika lidskými hormony (warfarinem, progesteronem a dvěma různými podobami propranololu) pod vedením doktora Davida Řehy. Pomocí programu Glide z balíčku Schrödinger Suite jsme modelovali dockování hormonů v Orosomukoidu a sledovali nejvýhodnější pozice. U těchto pozic jsme následně pomocí programů Impact, Qsite (oba z balíčku Schrödinger Suite) a Gaussian 03 počítali detailně vazebné energie a přehodnocovali výhodnost jednotlivých pozic. Výsledky jsme nakonec ověřovali molekulární dynamikou v programu YASARA.

Počítačová simulace proteinu.

Počítačová simulace proteinu.