Selbstorganisation von aktivem Fluss in einem nematischen Schwimmer

• Antragsteller: Dr. Marco Mazza, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 366085851

In diesem Projekt werden wir mit Hilfe von Computersimulationen die Marangoni-Instabilität und den Selbstantrieb in einer neu eingeführten Klasse von künstlichen Mikroschwimmern untersuchen, die aus nematischen Flüssigkristalltröpfchen in einer Tensidlösung bestehen. Unser Hauptziel ist die Aufklärung der reichen Phänomenologie dieser Schwimmer, die Symmetriebrechung in Curling-Bewegung und, nacheinander, in chirale Bewegung umfasst. Wir beabsichtigen, die vielseitige Toolbox zu verwenden, die wir für die Simulation von Flüssigkristallen mittels stochastischer Rotationsdynamik (SRD) entwickelt haben. Unsere Simulationen werden in der Lage sein, die Validität der kürzlich veröffentlichten molekularen Modelle zu testen, deren Bestätigung sehr wichtig ist, zur Zeit jedoch noch aussteht.Um auch die Simulation der Vielschwimmersysteme zu ermöglichen, wollen wir einen kombinierten Simulationscode entwickeln, bei dem die äußere Flüssigkeit durch kontinuierliche Skalarfelder dargestellt wird. Dies ermöglicht nicht nur die Vorhersage von Wechselwirkungen zwischen Schwimmern, sondern ebnet auch den Weg für die Untersuchung der kollektiven Dynamik.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1726: Mikroschwimmer - Von Einzelpartikelbewegung zu kollektivem Verhalten
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Stephan Herminghaus