Theses
Diplom- und Bachelorarbeiten
Diplomarbeiten können bei uns im Bereich Simulation und Theorie weicher Materie durchgeführt werden. Dies umfasst insbesondere Nukleation, Ferrofluide, Hydrogele sowie Polymere und Biomoleküle. Aktuelle Themen sind
- Nicht zentrierte Dipole
- IPBS (Iterativer Poisson-Boltzmann-Löser)
- Ionkanäle
- Janus-Teilchen
- Ionische Flüssigkeiten: Dielektrisches Spektrum für Modellfluide
- Magnetische Gele
Bachelorarbeiten
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 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 DNA genutzt werden. Interessierte Studierende sollten über Grundlagen der statistischen Physik/Thermodynamik und über tragfähige Grundlagen mit UNIX-Systemen verfügen. Erfahrungen in der Programmierung mit Skriptsprachen oder Hochsprachen (C, C++) sind von Vorteil. Das zugrundeliegende Softwarepaket wird ESPResSo sein.
Mesoskalige Hydrodynamik mittels eines Gitter-Boltzmann Algorithmus
Hydrodynamische Wechselwirkungen in kolloidalen Suspensionen werden durch korrelierte Kolloisionen der Lösungsmittelteilchen mit den Kolloiden erzeugt, und im Kontinuum mittels der Navier-Stokes Gleichung beschrieben. In MD Simulationen, die ein sogenanntes implizites Lösungsmittel benutzen (also keine Lösungsmittelteilchen) , können somit keine hydrodynamischen Wechselwirkungen generiert werden. Eine Art, diese in eine vergröberte MD Simulation zu berücksichtigen, ist der Gitter(=Lattice)-Boltzmann Algorithmus, der auf einer Gitterflüssigkeit beruht. In der Bachelorarbeit soll ein Skript und ein Tutorial zur Behandlung des Poisseulle Flusses in einer Schlitzpore erstellt werden. Der Algorithmus ist bereits innerhalb des Programmpakets ESPResSo implementiert.
Messung der dielektrischen Konstante in einer ionischen Flüssigkeit
Mit einem vereinfachten Modell von harten geladenen Kugeln soll im Rahmen einer Molekulardynamischen Simulation die statische dielektrische Konstante bestimmt werden, sowie sie aus Messungen mittels dielektrischer Spektroskopie bestimmt wird.
Simulation ultrakalte Moleküle mit einem elektrischen Dipolmoment
Ultrakalte Moleküle mit einem elektrischen Dipolmoment lassen sich in einem optischen Gitter einfangen und durch ein elektrisches Feld ausrichten. Durch Manipulation des Gitters und des elektrischen Feldes lassen sich die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen beeinflussen. In dieser Arbeit soll mit Hilfe von Molekulardynamik ein System untersucht werden, in dem mehrere Lagen stark dipolar wechselwirkender Molekuele uebereinander angeordnet sind. Ziel der Arbeit ist es, Grundzustandsstrukturren zu berechnen, sowie den Einfluß der thermischen Bewegung auf die Grundzustandsstrukturen zu berechnen. Das System ist hierbei gerade noch im Bereich der klassischen Physik. Als +Simulationssoftware wird Espresso (www.espresso.mpg.de) zum Einsatz kommen.
Ansprechpartner: Rudolf Weeber (Rudolf Weeber <weeber@ica1.uni-stuttgart.de>)