🎓 Bakalářský studijní program PřF UP v Olomouci

Počítačová chemie
Chemie bez baněk.

Objevuj zákonitosti molekulárního světa, navrhuj nová léčiva a moderní materiály pomocí superpočítačů a umělé inteligence na Přírodovědecké fakultě UP v Olomouci.

100 %

Uplatnění absolventů ve výzkumu i praxi

ELIXIR CZ

Člen evropské výzkumné infrastruktury

1:1

Individuální přístup a práce v týmech

Simulace kapalné vody (H₂O, H₃O⁺, OH⁻)

Grotthussův mechanismus & přenos protonů

Živá simulace
2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻
Grotthussův mechanismus autoprotolýzy
2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

Voda podléhá neustálé autoprotolýze. Místo toho, aby se ion H3O+ pohyboval kapalinou pomalou difúzí, dochází k bleskovému přeskakování protonu (H+) po síti vodíkových můstků mezi sousedními molekulami.

H₂O (voda) H₃O⁺ (kation ⊕) OH⁻ (anion ⊖)

⚡ Díky tomu mají protony ve vodě mimořádnou mobilitu – klíč k acidobazickým reakcím, buněčnému dýchání i enzymatické katalýze!

Co je počítačová chemie?

Fascinující spojení přírodních věd a moderních technologií. Nemusíš trávit hodiny v laboratoři s pipetou – tvou laboratoří je špičkový počítač a výkonné klastry.

🧬

1. Chemie & Molekuly

Pochopení chemické vazby, reaktivity, struktury DNA, bílkovin i nanomateriálů. Zkoumáme, jak atomy tvoří svět kolem nás.

Kvantová chemie Molekulové modelování Fyzikální chemie
💻

2. Informatika & AI

Programování v Pythonu, práce na Linuxu, analýza velkých dat, skládání proteinů pomocí AI (AlphaFold) a návrh algoritmů pro chemii.

Python & Linux Machine Learning Chemoinformatika
📐

3. Fyzika & Matematika

Využití Newtonových zákonů a kvantové mechaniky k přesnému popisu pohybu elektronů a atomů v čase a prostoru.

Molekulová dynamika Termodynamika Statistická fyzika

Proč studovat Počítačovou chemii na PřF UP?

🌐

Infrastruktura ELIXIR CZ

Jsme součástí národního uzlu evropské výzkumné infrastruktury ELIXIR CZ pro bioinformatiku, datové zdroje a výpočetní biologii.

Špičkové výpočetní zázemí

Budeš počítat na dedikovaných fakultních GPU klastrech a serverech optimalizovaných pro molekulovou dynamiku, kvantovou chemii a AI.

🤝

Přátelský a individuální přístup

Nejsme anonymní velkovýrobna studentů. Už od prvního ročníku se můžeš zapojit do reálných vědeckých projektů s osobním mentorem.

🏛️

Moderní kampus Envelopa

Špičkově vybavená moderní budova Přírodovědecké fakulty s výhledem na historické centrum nejkrásnějšího studentského města v ČR.

Studijní plány a předměty

Jasná a logická struktura od základů přírodních věd a programování až po pokročilé simulace na klastrech.

1. Ročník (Základy)

Chemie, matematika a základy IT
  • Struktura atomů a molekul KFC/SAM
  • Základy anorganické chemie 1 & 2 AFC/ACH1
  • Seminář z matematiky & Diskrétní struktury KMI/UDS
  • Fyzikální chemie 1 & Chemická struktura KFC/FC1
  • CHD Chemické databáze KFC/CHD
  • Programování pro chemiky / Python KFC/PCH

2. Ročník (Modelování & IT)

Molekulové modelování a algoritmizace
  • Algoritmizace & Programování pro IT KMI/AL1
  • MOM1 & MOM2 Molekulové modelování KFC/MOM1
  • Fyzikální chemie 2 (Termodynamika, Kinetika) KFC/FC2
  • Zpracování experimentálních dat KFC/ZED
  • CHIN Chemická informatika KFC/CHIN
  • Analytická chemie 1 & 2 ACH/AC1

3. Ročník (Specializace & AI)

Racionální návrh léčiv, AI a bakalářská práce
  • Drug design – racionální návrh léčiv KFC/DD
  • MCHR Modelování chemických reakcí KFC/MCHR
  • SUCH Úvod do strojového učení v chemii KFC/SUCH
  • Základy biochemie KBC/BCH
  • Modelování materiálů a nanomateriálů KFC/MMN
  • Bakalářská práce 1 & 2 (vlastní výzkumný projekt) KFC/BP1
Navazující magisterské studium

Studijní program Fyzikální chemie (PřF UPOL)

Přímo navazující dvouleté magisterské studium programu Fyzikální chemie nabízí specializovaný směr zaměřený na pokročilé metody počítačové chemie, molekulového modelování a výpočetního materiálového výzkumu.

Biomolekulární modelování

Simulace DNA, RNA, transportních kanálů v membránách a hybridní metody QM/MM.

Materiály & Nanotechnologie

Kvantové výpočty 2D materiálů (grafen, MOFy), fotovoltaika a katalyzátory pro zelenou energii.

Racionální návrh léčiv (CADD)

Virtuální screening milionů sloučenin, molekulární dokování a predikce ADMET vlastností.

...a co potom? Kde najdeš uplatnění?

Absolventi počítačové chemie jsou mimořádně žádaní díky unikátní kombinaci přírodovědného myšlení a špičkových IT/programátorských dovedností.

💊

Farmacie & Biotechnologie

Vývoj a optimalizace nových léčiv, virtuální screening a modelování interakcí s receptory ve farmaceutických firmách (Zentiva, Roche, Oncodata).

📊

Data Science & IT

Algoritmizace, analýza velkých dat, strojové učení a vývoj vědeckého softwaru pro technologické a analytické firmy.

🔋

Materiálový výzkum

Návrh materiálů pro baterie nové generace, solární články, senzory a nanotechnologie v průmyslovém i aplikovaném výzkumu.

🎓

Akademie & Ph.D.

Pokračování v doktorském studiu na PřF UP, ÚOCHB AV ČR nebo na předních světových univerzitách v Evropě a USA.

Vyučující a vědečtí mentoři

Učit tě budou špičkoví vědci s bohatými mezinárodními zkušenostmi a granty.

MZ

Mgr. Marie Zgarbová, Ph.D.

Garantka programu & Molekulové modelování

Garantka studijního programu Počítačová chemie. Mezinárodně uznávaná specialistka na vývoj a zpřesnění silových polí pro nukleové kyseliny (světoznámá OL parametrizace pro RNA a DNA – např. OL3, OL15, epsilon/zeta torze), která je dnes celosvětovým standardem v balíku AMBER. Vyučuje Molekulové modelování 2 (MOM2), Chemický software, Jadernou chemii a vede bakalářské práce.

Garantka programu Silová pole (OL parametrizace) DNA & RNA dynamika AMBER
KB

prof. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Profesor & Bioinformatik (ELIXIR CZ)

Specialista na výpočetní bioinformatiku, membránové transporty, drug design, spoluautor celosvětového vizualizačního standardu Mol* (Molstar.org, Nucleic Acids Research 2021) a webových nástrojů infrastruktury ELIXIR CZ (MOLE, ChannelsDB, 3D Orbital Simulator). Vyučuje Fyzikální chemii 1, Strukturu atomů a molekul a Racionální návrh léčiv.

Mol* Co-author ELIXIR CZ Drug Design Bioinformatika
PJ

doc. RNDr. Petr Jurečka, Ph.D.

Docent & Kvantová chemie

Mezinárodně uznávaný odborník na kvantovou chemii, nekovalentní interakce biomolekul a parametrizaci silových polí. Je spoluautorem celosvětově referenčního benchmarkového datasetu S66 (a S22) pro nekovalentní interakce v biomolekulách. Vyučuje předměty Chemická struktura, Molekulové modelování 1 (MOM1) a Modelování materiálů a nanomateriálů.

S66 Benchmark Kvantová chemie Nekovalentní interakce Materiálové simulace
PS

RNDr. Petr Stadlbauer, Ph.D.

Vědecký pracovník & Dynamika nukleových kyselin

Mezinárodně uznávaný odborník na molekulární dynamiku nukleových kyselin, nekanonické struktury DNA a RNA (zejména G-kvadruplexy), koordinaci iontů a zpřesňování silových polí. Zabývá se pokročilými simulačními a vzorkovacími metodami a strukturální biologií. Vyučuje Molekulové modelování a podílí se na vedení studentských prací.

G-kvadruplexy Molekulární dynamika DNA & RNA struktura Pokročilé vzorkování
AM

Mgr. Adam Matěj, Ph.D.

Výzkumník & Modelování reakcí

Zabývá se teoretickým studiem reakčních mechanismů, povrchovou chemií, katalýzou a kvantově-chemickými simulacemi materiálů. Vyučuje Modelování chemických reakcí (MCHR), Modelování materiálů a nanomateriálů a oborové semináře.

Reakční mechanismy DFT Výpočty Katalýza
VB

Ing. Mgr. Václav Bazgier, Ph.D.

Chemoinformatik & Vývojář vědeckých databází

Odborník na chemickou informatiku, chemoinformatické algoritmy, reprezentaci molekul a správu vědeckých databází (např. v rámci ELIXIR CZ). Vyučuje předměty Chemická informatika (CHIN), Chemické databáze (CHD), Programování pro chemiky a Strukturu atomů a molekul.

Chemoinformatika Chemické databáze ELIXIR CZ

Interaktivní učebnice s online cvičeními

Nahlédni do světa počítačové chemie přímo ve svém prohlížeči. Připravili jsme 10 srozumitelných kapitol pro středoškoláky doplněných o 3D simulátory, zobrazení molekul, infračervená spektra a AlphaFold vizualizace.

🧪 Otevřít celou učebnici se simulátory
💻✨

Okamžitě v prohlížeči

Bez nutnosti cokoliv instalovat nebo se registrovat.

Vyzkoušet 3D orbitaly & molekuly

Jak se přihlásit ke studiu?

Přihláška ke studiu se podává elektronicky přes portál Univerzity Palackého.

1

Vyplň e-přihlášku na PřF UP

Vyber bakalářský program Počítačová chemie na prihlaska.upol.cz.

2

Termín podání přihlášek

Přihlášky do 1. kola se podávají obvykle do 15. března (2. kolo dle vyhlášení).

3

Navštiv nás na Dni otevřených dveří

Přijď se podívat na kampus Envelopa, prohlédnout si výpočetní učebny a popovídat si se studenty i vyučujícími.

Kontakt na garanty ✉️
Mgr. Marie Zgarbová, Ph.D.
Garantka studijního programu Počítačová chemie
📧 marie.zgarbova@upol.cz 📞 +420 585 634 762
prof. RNDr. Karel Berka, Ph.D.
Katedra fyzikální chemie PřF UP
📧 karel.berka@upol.cz 📞 +420 585 634 762
Katedra fyzikální chemie PřF UP
17. listopadu 1192/12, 771 46 Olomouc
🌐 fch.upol.cz 🏛️ Přírodovědecká fakulta UP