JOHN DUNLOP

CV

I am interested in understanding the basic physics that controls how biological and synthetic materials change shape through the influence of processes such as growth or swelling. Our work uses both experimental and theoretical methods and has relevance in basic biology (morphogenesis), healthcare (tissue engineering) and robotics (the design of actuators).

PROFESSOR OF BIOLOGICAL PHYSICS

Department of the Chemistry and Physics of Materials, Paris-Lodron University of Salzburg, Salzburg Austria

October 2017 - Present

RESEARCH GROUP LEADER

Biomimetic Actuation and Tissue Growth. Department of Biomaterials, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam, Germany.

2008-2017

ALEXANDER VON HUMBOLDT RESEARCH FELLOW

Department of Biomaterials, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam, Germany

2007

POST-DOCTORAL SCIENTIST

Department of Biomaterials, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam, Germany

2006-2008

 

ACADEMIC QUALIFICATIONS

2016

HABILITATION IN BIOLOGICAL PHYSICS

Thesis: The Physics of Shape Changes in Biology, Potsdam University, Potsdam, Germany.

2002-2005

DOCTORATE IN MATERIALS SCIENCE

Thesis: Internal variable modelling of creep and recrystallisation in zirconium alloys. Institut National Polytechnique de Grenoble, Laboratoire Thermodynamique et de Physico-chimie des Matériaux. (Grenoble, France)

1996-2001

BACHELOR OF SCIENCE AND BACHELOR OF ENGINEERING

  • Bachelor of Science with 1st Class Honours, majoring in Chemistry, University of Western Australia, Perth, Australia.

  • Bachelor of Engineering with 1st Class Honours, majoring in Materials Engineering, University of Western Australia, Perth, Australia.

 

LECTURES AT THE UNIVERSITY OF SALZBURG

ADVANCED CELL BIOLOGY (CURRENT TOPICS IN CELL BIOLOGY AND APPLICATIONS IN BIOMEDICINE)

Absolventinnen und Absolventen des Moduls
- haben vertiefte Kenntnisse über die grundlegenden Eigenschaften einer Zelle und ihres Verhaltens in Abhängigkeit ihrer Umgebung und des biologischen Kontexts
- kennen die molekularen Mechanismen der Regulation grundlegender zellulärer Eigenschaften und Prozesse
- können anhand des detaillierten Verständnisses der molekularen Regulationsmechanismen zellulärer Prozesse sowie deren Fehlregulation ausgewählte humane Erkrankungen erklären
- besitzen Erfahrung mit sterilem Arbeiten in der Zellkultur und kennen die Methoden der Gewebsdesintegration und der Aufreinigung von speziellen Zelltypen
- kennen die Charakteristika von zum Beispiel mitotischen und apoptotischen Zellen und können diese experimentell analysieren
- haben einen Überblick über moderne Techniken der mikroskopischen Analyse zellbiologischer Aspekte und können selbstständig mikroskopische Präparate herstellen
- sind in der Lage, Messergebnisse mit geeigneten statistischen Verfahren auszuwerten und im zellulären Kontext zu interpretieren
- können neue Entwicklungen in der Zellbiologie mit Fokus auf medizinische Anwendung zusammenfassend aufbereiten, übersichtlich darstellen und vermitteln

GEBUNDENES WAHLMODUL - BEREICH: CELL BIOLOGY AND PATHOPHYSIOLOGY (ADVANCED CELL BIOLOGY - ORGAN-ON-CHIP TECHNOLOGY)

Der Laborkurs im System-Precision-on-Chip Labor (SPOCLab) bietet einen umfassenden Überblick über Lab-on-a-Chip (LOC) -Technologien für die Entwicklung neuer Diagnose- und Analysesysteme in der Medizin und in den Life Sciences. Der Schwerpunkt liegt auf der praktischen Herstellung eines einfachen mikrofluidischen Biochips zur Analyse von kultivierten Zellen
In Kleingruppen werden zum Abschluss individuelle Projektideen entwickelt und vorgestellt

Ziel: Selbstbau und Verwendung eines mikrofluidischen Biochips, um
- die Rolle der Mikrofluidik-Technologie in der innovativen Bioassay-Entwicklung zu verstehen
- verschiedene Mikrofabrikationsmethoden für das Lab-on-Chip (LOC) Format kennenzulernen
- mehr über Entwicklungs- und Modularisierungsstrategien im LOC-Design zu erfahren
- einen Überblick über aktuelle Trends in der LOC-Forschung zu erhalten

BIOMATERIALS

Toegether with: Roschger, A.

Biologische Strukturen
- Molekulare Grundlagen; Selbstorganisation
- Hierarchische Strukturen und Mechanische Konzepte (Holz, Knochen, etc.)

Bionik, Biomimetische und bio-inspirierte Materialien
- Intelligente Werkstoffe
- Biomimetische Nanotechnologie

Biomaterialien im medizinischen Kontext
- Metalle/ Polymere/ Keramiken in der Medizin
- Zell-Material Wechselwirkungen
- Biokompatibilität
- „Kontrollierte Wirkstofffreisetzung“

ADVANCED MATERIALS SELECTION FOR SUSTAINABILITY

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This course is aimed to be a follow up of the course Materials Selection held in the summer semester, however prior knowledge is not necessary and is open to all students.

A key question for engineers and scientists who develop and use new materials, is how to decide on whether a particular material in a given context can be implemented and used in a sustainable way. The choice is highly complex with restrictions in materials use not only coming from the availability and cost of a material, but also from physical and chemical parameters inherent to a given material and also social factors. In this course we will focus on materials selection strategies for materials sustainability using the CES Materials Selection Software.

The goal will be to give students hands on training in state-of-the-art materials database and selection tools and broaden their perspective in terms of the use implementation and selection of materials for sustainable applications. The course will be project based and will end in a presentation by all students.

PHYSIK (FÜR BIOLOGEN UND GEOLOGEN)

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Einführung in die Physik: (Mechanik, Hydrodynamik, Schwingungen, Wellen, Thermodynamik, Statistische Mechanik, Elektrizität und Magnetismus, Optik und Spektroskopie, Quantenphysik, Atomphysik, Kernphysik)

Nach Teilnahme an der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage:
- den Zusammenhang zwischen der modellhaften Beschreibung naturwissenschaftlicher Phänomene und der experimentellen Beobachtung zu erkennen bzw. herzustellen, zu analysieren, und die richtige Auswahl der physikalischen Methoden zur Beschreibung naturwissenschaftlicher Phänomene zu treffen,
- elementare physikalische Probleme zu bearbeiten bzw. zu lösen.
- Grundlagen für weitere vertiefende Lehrveranstaltung in die Bio und Geowissenschaften

PHYSIK (FÜR MOLEKULARE BIOWISSENSCHAFTEN)

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Einführung in die Physik: (Mechanik, Hydrodynamik, Schwingungen, Wellen, Thermodynamik, Statistische Mechanik, Elektrizität und Magnetismus, Optik und Spektroskopie, Quantenphysik, Atomphysik, Kernphysik)

Nach Teilnahme an der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage:
- den Zusammenhang zwischen der modellhaften Beschreibung naturwissenschaftlicher Phänomene und der experimentellen Beobachtung zu erkennen bzw. herzustellen, zu analysieren, und die richtige Auswahl der physikalischen Methoden zur Beschreibung naturwissenschaftlicher Phänomene zu treffen,
- elementare physikalische Probleme zu bearbeiten bzw. zu lösen.
- Grundlagen für weitere vertiefende Lehrveranstaltung in die Bio und Geowissenschaften

MATERIALS SELECTION

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A fundamental part of the design process is to choose what material from the vast range available to us that we are going to use to produce a particular component. At first glance it might appear that it is relatively straight forward to make a 3D model, perform a simulation of the performance that is required, and then select from a materials database the best metal, polymer, ceramic or composite that satisfies the design problem. Things become more complicated when multiple and conflicting criteria come into play, for example if we want to maximise stiffness and minimise weight, or when price and sustainability become important. Further criteria are related to manufacturability, that is whether components can be produced or assembled easily. In this course we will explore procedures of how one can select the most suitable material for a set of given design constraints.


The following topics will be addressed in the course:
- The materials property space
- Mechanical design constraints
- Selection of materials for multiple functions
- Materials architecture and materials design
- Issues in sustainability and price
- Materials selection and the evolution of natural materials

Extensive use will be made of the CES Materials Selection Software giving students hands on training in state of the art materials databases and selection tools.

EXPERIMENTAL GEOMETRY FOR BIOLOGY AND MATERIALS SCIENCE

Toegether with: Schamberger, B.

The shape of a material can have a strong influence on its physical properties and furthermore can influence how a living material will interact with it. The new field of Architectured Materials is one that makes use of the geometry of a material to introduce new functionalities purely by modifying the shape or structure at small/intermediate length scales. In tissue engineering similar effects are seen and much work is being done to control shape and structure to optimism function.
Quantitative descriptions of the shape of our world go back a long way in written history (Euclid, Pythagorus etc) and although many ideas are somewhat intuitive these concepts (e.g. Surface Curvature) can become difficult for the lay person as soon as one becomes quantitative. The goal of this course will be to introduce quantitative concepts of geometry in a practical way through the use of Origami, 3D Printing, and Soft Membranes under pressure. The students will apply these concepts into practical examples to be followed and worked on over the whole semester.

THE PHYSICS OF BIOLOGICAL AND BIO-INSPIRED MATERIALS

Toegether with: Roschger, A.

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FURTHER COURSES I.E. PRAKTIKAS OR COLLOQUIA

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