Detailseite
Projekt
Deformierbare Mikrokapseln und Tropfen als Schwimmer
Antragsteller
Professor Dr. Jan Kierfeld
Fachliche Zuordnung
Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
Förderung
Förderung von 2014 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254831628
Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden Mikroschwimmer aus selbständig angetriebenen deformierbaren Mikrokapseln oder Tropfen theoretisch untersucht. Insbesondere werden zwei Probleme behandelt, die auf Grund des Wechselspiels zwischen hydrodynamischen Kräften und der Deformierbarkeit generisch auftreten: A) Auf Grund hydrodynamischer Kräfte deformieren sich angetriebene Mikrokapseln oder Tropfen während des Schwimmens, was wiederum das Geschwindigkeitsfeld der umgebenden Flüssigkeit und daher die resultierende Schwimmgeschwindigkeit beeinflusst. Wir werden Theorie- und Simulationsmethoden entwickeln, um das gekoppelte Problem der elastischen Deformation, des hydrodynamischen Geschwindigkeitsprofils um (und im) Schwimmer und gegebenenfalls der Diffusion von Reaktanden oder oberflächenaktiven Substanzen, die für phoretische Effekte verantwortlich sind, zu lösen. Insbesondere sollen Kapseln und Tropfen untersucht werden, die durch Autophorese angetrieben sind. B) Deformierbaren Mikrokapseln können auch zyklische Formänderungen als mechanischer Schwimmmechanismus dienen. Eine hysteretische Formveränderung, die an einen einfach oszillierenden Kontrollparameter koppelt, reicht aus, um Fortbewegung zu erzeugen. Dieser auf hysteretischen Formveränderungen basierende Mechanismus soll theoretisch untersucht werden im Hinblick auf mögliche Realisierungen durch Schwimmer aus thermoresponsiven Polymergelen, bei denen globale hysteretische Formveränderungen durch lokales Quellen und Schrumpfen ausgelöst werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
