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Steuerung der Dynamik aktiver kolloidaler Flüssigkristalle durch externe Felder

Fachliche Zuordnung Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
Förderung Förderung von 2016 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283183152
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Dieses Projekt befasste sich überwiegend mit dem Verhalten von aktiven kolloidalen Teilchen, d.h. sich bewegenden Mikroteilchen wie selbst-angetriebenen Mikroorganismen oder Mikrorobotern, und dem Einfluss äußerer Felder auf sie. Es befasste sich sowohl mit dem Verhalten einzelner Teilchen als auch mit den Eigenschaften von Systemen vieler miteinander wechselwirkender Teilchen. Bei letzteren handelt es sich um aktive Materialien wie aktive kolloidale Flüssigkristalle. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf durch Schall angetriebenen Mikroteilchen. Aktive Teilchen mit orientierungsabhängiger Motilität und Trägheit sowie Mischungen verschiedener Arten von Teilchen wurden ebenfalls berücksichtigt. Das Projekt hat sich sehr gut entwickelt. Es führte zu vielen neuen Ergebnissen, die deutlich über die ursprünglichen Ziele des Projekts hinausgingen. Zum Beispiel führte es zu vielen neuen Erkenntnissen über die grundlegenden Eigenschaften durch Schall angetriebener Mikroteilchen und zur Entwicklung einer harmlosen und medizinisch relevanten Methode, die es ermöglicht, durch Schall angetriebene Mikroteilchen gemeinsam zu einem Ziel zu navigieren (z.B. für zielgerichteten Wirkstofftransport). Weitere Ergebnisse in Bezug auf Systeme aktiver Materie sind die Herleitung vieler neuer Feldtheorien, die Beobachtung neuer Phänomene und Effekte, ein neuer Ansatz für programmierbare Dichtemuster, ein verallgemeinertes barometrisches Gesetz und vollständige Paarverteilungsfunktionen mit Translations- und Rotationsfreiheitsgraden. Das Projekt umfasste auch die Untersuchung von aktiven Kristallen und kolloidalen Flüssigkristallen, die Entwicklung von refraktiven durch Licht angetriebenen Mikroteilchen als eine neue Art künstlicher aktiver Mikroteilchen und die Weiterentwicklung wichtiger Methoden der Statistischen Physik. Darüber hinaus trug das Projekt neue Ergebnisse zu anderen Bereichen wie Hydrodynamik, Biophysik, Epidemiologie, Quantenphysik und Kosmologie bei. Dieses Projekt führte zu 47 Veröffentlichungen, darunter 4 Übersichtsartikel und 1 Patentanmeldung. Unter den Veröffentlichungen sind 7 Artikel, die in hochrangigen Fachzeitschriften erschienen sind. Die Veröffentlichungen wurden bereits häufig zitiert und führten zu vielen Pressemeldungen. Das Projekt führte auch zu mehreren Auszeichnungen und weiteren Drittmittelbewilligungen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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