FOR 877:  From Local Constraints to Macroscopic Transport

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Biologie ; Chemie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 34815210

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Sächsische Forschergruppe 877 „From Local Constraints to Macroscopic Transport“ hat sich seit ihrer Einrichtung im Jahr 2007 mit der Untersuchung von Transportphänomenen und ihrer Entstehung aus mikroskopischen Fluktuationen einzelner Moleküle beschäftigt. Für dieses Forschungsgebiet, das einfache Flüssigkeiten, komplexe poröse Strukturen bis hin zu biologischer Materie umfasst, hat dieser Forschungsverbund erstmals die Expertise des biophysikalischen und biomimetischen Schwerpunktes an der Technischen Universität Dresden mit den Expertisen in der experimentellen und theoretischen Physik weicher Materie in Leipzig und Chemnitz vereint. Das Spektrum der Methoden von der Einzelmoleküldetektion bis hin zu etablierten Ensembletechniken hat es unter anderem ermöglicht, wegweisende Resultate zur Brownschen Bewegung im thermischen Nichtgleichgewicht, zur Krafterzeugung in biologischen Systemen oder zur Polymerrelaxation zu erzielen. In diesen konkreten Beispielen ist ein mikroskopisches Verständnis für die Interpretation makroskopischer Prozesse von essentieller Bedeutung und spiegelt damit die erfolgreiche Idee der Forschergruppe wieder. Eines der wichtigen Resultate der Forschergruppe außerhalb der wissenschaftlichen Leistungen der Teilprojekte ist die Stärkung der Forschungsprofile an den einzelnen Universitäten, die sich unter anderem in den Berufungen von Herrn Dr. Ralf Seidel auf die Nachfolge von Professor Jörg Kärger in Leipzig sowie von Herrn Dr. Stefan Diez auf die Heisenberg-Professur am B CUBE der TU Dresden und von Herrn Prof. Dr. Alois Würger auf die Leibniz-Professur an der Universität Leipzig ausdrückt. Durch ein attraktives Gästeprogramm und regelmäßige wissenschaftliche Treffen der Forschergruppenmitglieder ist eine neue Qualität der Zusammenarbeit zwischen den drei sächsischen Universitäten entstanden, die sich bereits in konkreten Gemeinschaftsprojekten der Projektleiter zeigt und auch in Zukunft zu einer engeren Verzahnung der Forschung an den Universitäten beitragen wird. Das umfangreiche Gästeprogramm mit der internationalen Konferenz „Diffusion Fundamentals V“ als Höhepunkt hat dazu beigetragen, die Forschung an den einzelnen Standorten auch international sichtbar zu machen. Zahlreiche neue Kollaborationen konnten initiiert werden. Das Konzept der Sächsischen Forschergruppe und die Verbindung von Forschern aus drei sächsischen Universitäten, die kaum größere Entfernungen zu überwinden haben als an großen deutschen Einzelstandorten, hat sich damit als sehr erfolgreich erwiesen, und wird die zukünftige Forschung und Schwerpunktbildung auf dem Gebiet der weichen und biologischen Materie im Freistaat Sachsen nachhaltig positiv beeinflussen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Mechanical and structural properties of YOYO-1 complexed DNA. Nucleic Acids Research, Vol. 38. 2010, Issue 19, pp. 6526–6532.
  K. Günther, M. Mertig, R. Seidel
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1093/nar/gkq434)
• How to compare diffusion processes assessed by singleparticle tracking and pulsed field gradient nuclear magnetic resonance. Journal of Chemical Physics, Vol. 135. 2011, Issue 14, 144118.
  M. Bauer, R. Valiullin, G. Radons, J. Kärger
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.3647875)
• Long‐Range Transport of Giant Vesicles along Microtubule Networks. ChemPhysChem, Vol. 13. 2012, Issue 4: Special Issue: Single‐Molecule Studies, pp. 1001-1006.
  C. Herold, C. Leduc, R. Stock, S. Diez, P. Schwille
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/cphc.201100669)
• Rotational hot Brownian motion. New Journal of Physics, Volume 14. 2012, 053012.
  D. Rings, D. Chakraborty, K. Kroy
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1367-2630/14/5/053012)
• Electrophoretic mobility and charge inversion of a colloidal particle studied by single-colloid electrophoresis and molecular dynamics simulations. Physical Review E, Vol. 87. 2013, Issue 2, 022302.
  I. Semenov, S. Raafatnia, M. Sega, V. Lobaskin, C. Holm, F. Kremer
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevE.87.022302)
• Fluorescent beads disintegrate actin networks. Physical Review E, Vol. 88. 2013, Issue 4, 044601.
  T. Golde, C. Schuldt, J. Schnauß, D. Strehle, M. Glaser, J. Käs
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevE.88.044601)
• Influence of the glass transition on rotational dynamics of dyes in thin polymer films: Single molecule and ensemble experiments. Journal of Physical Chemistry A, Vol. 118. 2014, Issue 45, pp. 10309–10317.
  B. Aráoz, A. Carattino, D. Täuber, C. von Borczyskowski, P. Aramendía
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/jp500272y)
• Persistence-length renormalization of polymers in a crowded environment of hard disks. Physical Review Letters, Vol. 113. 2014, Issue 23, 238302.
  S. Schöbl, S. Sturm, W. Janke, K. Kroy
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.238302)
• Photothermal single particle microscopy using a single laser beam. Applied Physics Letters, Vol. 105. 2014, Issue 1, 013511.
  M. Selmke, A. Heber, M. Braun, F. Cichos
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.4890104)
• DNA origami nanoneedles on freestanding lipid membranes as a tool to observe isotropic–nematic transition in two dimensions. Nano Letters, Vol. 15. 2015, Issue 1, pp. 649-655.
  A. Czogalla, D.J. Kauert, R. Seidel, P. Schwille, E.P. Petrov
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/nl504158h)