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Projekt
GRK 1276: Strukturbildung und Transport in komplexen Systemen
Fachliche Zuordnung
Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2006 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 969654
Im Fokus des Graduiertenkollegs steht die Untersuchung von physikalischen Problemen, die bei Strukturbildungs-, Transport- und Responsephänomenen in komplexen Fluiden, weicher kondensierter Materie und biophysikalisch relevanten Systemen auftreten. Den im Graduiertenkolleg avisierten Problemen gemeinsam ist ein Wechselspiel zwischen verschiedenen Längen- und Zeitskalen sowie das Vorhandensein von extern steuerbaren Flüssen durch das jeweilige System. Beispiele dafür sind Transportprozesse in biologischen oder in anderen aus dem thermischen Gleichgewicht getriebenen Systemen. Die darin auftretenden Gradienten verursachen häufig die Ausbildung von charakteristischen Nichtgleichgewichtstrukturen, und insbesondere in biophysikalisch relevanten Systemen kommt es zu einer Verkopplung und gegenseitigen Beeinflussung von Partikel- und Kontinuumsdynamik.
Derartige Strukturbildungsphänomene werden einerseits im Rahmen von Modellsystemen, wie z.B. dem Taylor-Couette- oder Faraday-System, experimentell und theoretisch untersucht.
Andererseits werden auch physikalische Fragestellungen an selbstorganisierten Strukturen lebendiger Organismen untersucht, wie bei der Modellierung der Neovaskularisierung von Tumorzellen. Ein weiterer typischer Aspekt der zu untersuchenden Systeme ist das Vorhandensein aktiver mikroskopischer Teilchen, die unter Zufuhr von Energie gerichtete stochastische Bewegungen ausführen. Fragestellungen, die sich auf diese Strukturierung und Dynamik im Innern von komplexen Fluiden, in oberflächenadsorbierten Filmen und in biophysikalisch relevanten Modellsystemen beziehen, sollen im Graduiertenkolleg mit Experimenten, vollnumerischen Simulationen und theoretisch-numerischer Modellanalyse angegangen werden. Die theoretischen Modellierungsansätze reichen von einer Beschreibung auf atomistischer Skala bis hin zu makroskopischen Ansätzen, die typischerweise auf nichtlineare dynamische Gleichungen führen. Zur experimentellen Charakterisierung der Modellsysteme werden u.a. moderne Methoden der Oberflächenphysik (z.B. Ellipsometrie, Plasmonenresonanz) sowie verschiedene Methoden zur Charakterisierung der Dynamik kolloidaler Teilchen eingesetzt.
Durch die interdisziplinäre Ausrichtung und die enge Verknüpfung zwischen Experiment und Theorie werden die Doktoranden des Graduiertenkollegs mit einem breiten Methodenspektrum vertraut gemacht. Die Qualität der Doktorandenausbildung wird durch ein spezielles Vorlesungs- und Austauschprogramm sowie ein Doppelbetreuungssystem sichergestellt.
Derartige Strukturbildungsphänomene werden einerseits im Rahmen von Modellsystemen, wie z.B. dem Taylor-Couette- oder Faraday-System, experimentell und theoretisch untersucht.
Andererseits werden auch physikalische Fragestellungen an selbstorganisierten Strukturen lebendiger Organismen untersucht, wie bei der Modellierung der Neovaskularisierung von Tumorzellen. Ein weiterer typischer Aspekt der zu untersuchenden Systeme ist das Vorhandensein aktiver mikroskopischer Teilchen, die unter Zufuhr von Energie gerichtete stochastische Bewegungen ausführen. Fragestellungen, die sich auf diese Strukturierung und Dynamik im Innern von komplexen Fluiden, in oberflächenadsorbierten Filmen und in biophysikalisch relevanten Modellsystemen beziehen, sollen im Graduiertenkolleg mit Experimenten, vollnumerischen Simulationen und theoretisch-numerischer Modellanalyse angegangen werden. Die theoretischen Modellierungsansätze reichen von einer Beschreibung auf atomistischer Skala bis hin zu makroskopischen Ansätzen, die typischerweise auf nichtlineare dynamische Gleichungen führen. Zur experimentellen Charakterisierung der Modellsysteme werden u.a. moderne Methoden der Oberflächenphysik (z.B. Ellipsometrie, Plasmonenresonanz) sowie verschiedene Methoden zur Charakterisierung der Dynamik kolloidaler Teilchen eingesetzt.
Durch die interdisziplinäre Ausrichtung und die enge Verknüpfung zwischen Experiment und Theorie werden die Doktoranden des Graduiertenkollegs mit einem breiten Methodenspektrum vertraut gemacht. Die Qualität der Doktorandenausbildung wird durch ein spezielles Vorlesungs- und Austauschprogramm sowie ein Doppelbetreuungssystem sichergestellt.
DFG-Verfahren
Graduiertenkollegs
Antragstellende Institution
Universität des Saarlandes
Sprecher
Professor Dr. Manfred Lücke (†); Professor Dr. Ludger Santen
beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler
Professor Dr. Volkhard Helms; Professor Dr. Patrick Huber; Professorin Dr. Karin Jacobs; Professor Dr. Karsten Kruse; Professor Dr. Albrecht Ott; Professor Dr. Heiko Rieger; Professor Dr. Ralf Seemann; Professor Dr. Christian Wagner
