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Projekt
Dynamische Aggregation selbstgetriebener kolloidaler Teilchen
Antragsteller
Professor Dr. Thomas Speck; Dr. Peter Virnau
Fachliche Zuordnung
Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
Förderung
Förderung von 2014 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254473714
Unser Projekt beschäftigt sich mit minimalen Modellen für kolloidale selbst-getriebene Teilchen. Diese "aktiven" Teilchen könnten eine wichtige Rolle spielen, z. B. für den effizienten und gezielten Transport von medizinischen Wirkstoffen und in der Entwicklung von Nichtgleichgewichtsmaterialen mit neuartigen Strukturen und Eigenschaften, die so für passive Materialen nicht erreichbar wären. Charakteristisch für diese Modelle ist die Kombination von kurzreichweitigen Kräften mit gerichteter Bewegung, welche fortlaufend die Zufuhr von Energie zu ihrer Aufrechterhaltung benötigt. Obwohl diese Systeme sich somit fern des thermischen Gleichgewichtes befinden, zeigt ihr Phasenverhalten doch erstaunliche Übereinstimmungen mit dem Verhalten passiver Systeme. Dies kann erklärt werden durch den lokalen Charakter des Antriebes. In unserem Zugang basierend auf Konzepten der statistischen Physik wird das unterschiedliche qualitative Verhalten mit Phasen identifiziert und abrupte Änderungen mit Phasenübergängen. Das Ziel unseres Projektes ist es, diese Konzepte zu nutzen und zu verallgemeinern, um zu einem umfassenden Verständnis der dynamischen Aggregation selbstgetriebener kolloidaler Teilchen zu kommen. Dazu kombinieren wir zwei Zugänge: großskalige Computersimulationen und analytische Ergebnisse basierend auf einer dynamischen Molekularfeldtheorie.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
USA
Kooperationspartner
Professor Dr. Sergei A. Egorov
