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Interessierte Studierende sollten über Grundlagen der statistischen Physik/Thermodynamik, des Umgangs mit UNIX-Systemen und der Programmierung in einer Skript- oder Programmiersprache verfügen. Grundlegende Kenntnisse von Simulationstechniken oder Numerik sind von Vorteil. | Interessierte Studierende sollten über Grundlagen der statistischen Physik/Thermodynamik, des Umgangs mit UNIX-Systemen und der Programmierung in einer Skript- oder Programmiersprache verfügen. Grundlegende Kenntnisse von Simulationstechniken oder Numerik sind von Vorteil. | ||
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=== Parameterstudien zur Translokation von Biomolekülen durch Nanoporen === | === Parameterstudien zur Translokation von Biomolekülen durch Nanoporen === | ||
In den letzten Jahren ist es möglich geworden, künstliche Nanoporen als Sonden in der Welt einzelner Makromoleküle zu benutzen. Bei dem Transport dieser Moleküle durch die Pore spielen elektrostatische Wechselwirkungen eine große Rolle, weil fast alle Biomoleküle (z.B. [[wd:Desoxyribonukleinsäure|DNS]] stark geladen sind. In diesem Projekt soll die Rolle der elektrostatischen Wechselwirkung für diesen Prozess mit [[wd:Molekulardynamik|molekulardynamischen Simulationen]] untersucht werden, um so die wissenschaftliche Grundlage für ein genaues Verständnis dieses Prozesses zu legen. Nur wenn das System gut verstanden ist, kann es letztlich - wie man sich erhofft - zur schnellen Sequenzierung von DNS genutzt werden. Das zugrundeliegende Softwarepaket wird {{ES}} sein. | In den letzten Jahren ist es möglich geworden, künstliche Nanoporen als Sonden in der Welt einzelner Makromoleküle zu benutzen. Bei dem Transport dieser Moleküle durch die Pore spielen elektrostatische Wechselwirkungen eine große Rolle, weil fast alle Biomoleküle (z.B. [[wd:Desoxyribonukleinsäure|DNS]] stark geladen sind. In diesem Projekt soll die Rolle der elektrostatischen Wechselwirkung für diesen Prozess mit [[wd:Molekulardynamik|molekulardynamischen Simulationen]] untersucht werden, um so die wissenschaftliche Grundlage für ein genaues Verständnis dieses Prozesses zu legen. Nur wenn das System gut verstanden ist, kann es letztlich - wie man sich erhofft - zur schnellen Sequenzierung von DNS genutzt werden. Das zugrundeliegende Softwarepaket wird {{ES}} sein. | ||
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=== Wechselwirkung von DNA und Metalle === | === Wechselwirkung von DNA und Metalle === | ||
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Hydrogele sind Polymernetzwerke deren Volumen in Salzlösung enorm zunehmen kann. Das Schwellverhalten kann durch einige äußere Parameter beeinflusst werden. Dazu gehören der pH-Wert, Temperatur, Zusammensetzung der Salzlösung, Licht oder elektrische Felder. In dieser Bachelorarbeit soll das Schwellverhalten eines vergröberten Hydrogelmodells mit Hilfe von {{es}} untersucht werden. | Hydrogele sind Polymernetzwerke deren Volumen in Salzlösung enorm zunehmen kann. Das Schwellverhalten kann durch einige äußere Parameter beeinflusst werden. Dazu gehören der pH-Wert, Temperatur, Zusammensetzung der Salzlösung, Licht oder elektrische Felder. In dieser Bachelorarbeit soll das Schwellverhalten eines vergröberten Hydrogelmodells mit Hilfe von {{es}} untersucht werden. | ||
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Revision as of 13:44, 14 January 2016
If you are looking for topics for a PhD thesis, have a look at Open Positions.
Masterarbeiten 
Masterarbeiten können bei uns in den Bereichen Statistische Physik, Theorie und Simulation poröser Medien, Fraktionale Infinitesimalrechnung Simulation und Theorie weicher Materie durchgeführt werden.
Dies umfasst insbesondere Nukleation, Ferrofluide, Hydrogele sowie Polymere und Biomoleküle. Desweiteren kann sich eine Arbeit aber auch stärker an der Entwicklung von Methoden, Algorithmen und der Simulationssoftware ESPResSo orientieren.
Wer Interesse daran hat, eine Masterarbeit am ICP zu schreiben, der kann Rudolf Hilfer, Christian Holm, Maria Fyta, oder Jens Smiatek kontaktieren, um einen Überblick über die möglichen Themen zu bekommen. Bei Interesse an einem bestimmten der im folgenden genannten Themen kann er direkt einen der unten genannten Ansprechpartner kontaktieren.
Interessierte Studierende sollten über Grundlagen der statistischen Physik/Thermodynamik, des Umgangs mit UNIX-Systemen und der Programmierung in einer Skript- oder Programmiersprache verfügen. Grundlegende Kenntnisse von Simulationstechniken oder Numerik sind von Vorteil.
Simulationen zur Leitfähigkeit von Polymerelektrolyten
Ansprechpartner: Christian Holm
Simulationen zur Meerwasserentsalzung mittels Hydrogelen
Ansprechpartner: Christian Holm
Theorien und numerische Methoden für poröse Medien
Ansprechpartner: Rudolf Hilfer
Fraktionale Ableitungen und dielektrische Relaxation
Ansprechpartner: Rudolf Hilfer
Systemgrößenskalierung und Simulation von Phasenübergängen
Ansprechpartner: Rudolf Hilfer
Magnetische Gele
Ansprechpartner: Rudolf Weeber,Christian Holm
Ionische Flüssigkeiten
- Coarse-grained Modelle für ionische Flüssigkeiten, Ansprechpartner: Christian Holm
Mikrostrukturbildung und Phasenverhalten von kolloidalen Janus-Teilchen
Ansprechpartner: Christian Holm
Implementierung, Verbesserung und Anwendung moderner Simulationsalgorithmen in der Software ESPResSo
Ansprechpartner: Florian Weik
Mehrphasenströmungen in porösen Medien
Ansprechpartner: Rudolf Hilfer
Dreidimensionale Bildverarbeitung
Ansprechpartner: Rudolf Hilfer
DNA Konformationen in eine Nanopore / DNA conformations in a nanopore
Ansprechpartner: Maria Fyta
Vergröbertes Potential für DNA / Coarse-grained potentials for DNA
Ansprechpartner: Maria Fyta
Biofunktionalisierte Kohlenstoff Nanostrukturen / Biofunctionalized carbon nanostructures
Ansprechpartner: Maria Fyta
Wechselwirkung von DNA und MoS2 / Interaction of DNA with MoS2
Ansprechpartner: Maria Fyta
Einfluss einer Dehnung auf Kohlenstoff Strukturen / Influence of strain on defective carbon structures
Ansprechpartner: Maria Fyta
Mechanismen der Wechselwirkung zwischen kompatiblen Soluten und Proteinen / Lipid-Membranen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Freie Energie Landschaften und Entfaltungspfade von speziellen DNA-Strukturen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Untersuchung der Auswirkungen der Beschränkung des Phasenraums auf die Faltung von Proteinen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Simulationen zur Auswirkung von hydrodynamischen und elektrostatischen Wechselwirkungen auf die Protein-Entfaltung
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Electrophoretically Driven Self-Propelled Colloidal Particles
In this project you will investigate the fascinating non-equilibrium world of active colloids and model self-electrophoretically driven particles. The research into chemically driven active colloids has taken off in the last years, with over a 100 publications in the field per year, compared to only a few 5 years ago. Typically, the particles achieve self-propulsion by decomposing hydrogen peroxide into water and oxygen, thus harvesting chemical energy from their environment and converting this into forward motion. However, the exact mechanism by which the conversion into motion is achieved is still poorly understood. It is speculated that both diffusiophoresis and electrophoresis could play a role, and which of the two effects dominates depends on the materials used and the environmental conditions. In order to address these pressing questions, you will further develop the GPU-based description of diffusiophoretically driven self-propelled particles that is currently available in ESPResSo using C++ and CUDA programming. You will write code to study the self-electrophoretic mechanism and compare your results to those obtained in experimental systems. This is a challenging project and should only be considered by those who have a good understanding of programming and a keen interest in physics.
Contact: Joost de Graaf or Christian Holm
Bachelorarbeiten
Die folgenden Themen von Bachelorarbeiten sind momentan am ICP zu vergeben. Wer gerne in unserem Bereich eine Bachelorarbeit schreiben möchte aber bei den folgenden Themen kein geeignetes Thema finden kann, der kann Kontakt mit Christian Holm, Rudolf Hilfer, Maria Fyta, oder Jens Smiatek aufnehmen und nach weiteren Themen fragen.
Interessierte Studierende sollten über Grundlagen der statistischen Physik/Thermodynamik, des Umgangs mit UNIX-Systemen und der Programmierung in einer Skript- oder Programmiersprache verfügen. Grundlegende Kenntnisse von Simulationstechniken oder Numerik sind von Vorteil.
Parameterstudien zur Translokation von Biomolekülen durch Nanoporen
In den letzten Jahren ist es möglich geworden, künstliche Nanoporen als Sonden in der Welt einzelner Makromoleküle zu benutzen. Bei dem Transport dieser Moleküle durch die Pore spielen elektrostatische Wechselwirkungen eine große Rolle, weil fast alle Biomoleküle (z.B. DNS stark geladen sind. In diesem Projekt soll die Rolle der elektrostatischen Wechselwirkung für diesen Prozess mit molekulardynamischen Simulationen untersucht werden, um so die wissenschaftliche Grundlage für ein genaues Verständnis dieses Prozesses zu legen. Nur wenn das System gut verstanden ist, kann es letztlich - wie man sich erhofft - zur schnellen Sequenzierung von DNS genutzt werden. Das zugrundeliegende Softwarepaket wird ESPResSo sein.
Ansprechpartner: Christian Holm
Phasenverhalten von dipolaren Flüssigkeiten
Dipolare Flüssigkeiten können sowohl aus magnetischen Dipolen wie auch aus elektrischen Dipolen bestehen. Im ersten Fall spricht man von magnetischen Flüssigkeiten (Ferrofluide), im letzteren kann es sich auch um einfaches Wasser handeln. Dipolare Systeme haben eine anisotrope Wechselwirkung und ein komplizierteres Phasenverhalten als zum Beispiel ein System aus harten Kugeln. Ziel des Projektes ist es, das Phasendiagramm eines solchen Systems zu reproduzieren, und die sogenannte Ferroelektrische Phase zu quantifizieren. Die benötigten Algorithmen sind im Programmpaket ESPResSo implementiert, was auch benutzt werden soll.
Ansprechpartner: Rudolf Weeber oder Christian Holm
Wechselwirkung von DNA und Metalle
Ansprechpartner: Maria Fyta
Übertragbarkeit von klassischen ionischen Kraftfeldern
Ansprechpartner: Maria Fyta
Defekte in Kohlenstoff Strukturen
Ansprechpartner: Maria Fyta
Thermische Stabilität von defekten Nanostrukturen
Ansprechpartner: Maria Fyta
Elastische Eigenschaften von nicht idealen Nanostrukturen
Ansprechpartner: Maria Fyta
Helix-Struktur-Entstehung bei einem vergröberten Polymer unter Nicht-Gleichgewichtsbedingungen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Wechselwirkungen zwischen kosmotropen / chaotropen Soluten und Proteinen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Untersuchung von Wassereigenschaften in Anwesenheit von Hitze/Kälte-Schock-Proteinen
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Vorhersage der Gleichgewichtsaufquellung eines Hydrogels in multivalenten Salzlösungen
Hydrogele sind Polymernetzwerke deren Volumen in Salzlösung enorm zunehmen kann. Das Schwellverhalten kann durch einige äußere Parameter beeinflusst werden. Dazu gehören der pH-Wert, Temperatur, Zusammensetzung der Salzlösung, Licht oder elektrische Felder. In dieser Bachelorarbeit soll das Schwellverhalten eines vergröberten Hydrogelmodells mit Hilfe von ESPResSo untersucht werden.
Ansprechpartner: Christian Holm oder Jonas Landsgesell
Entwicklung eines vergröberten MARTINI-Kraftfelds
Ansprechpartner: Jens Smiatek
Untersuchung der Wechselwirkung von Osmolyten und DNA
Ansprechpartner: Jens Smiatek