Funktionale Oberflächen für die Separation von Flüssigkeiten: Eine

Bachelor-Börse 2015
Funktionale Oberflächen für die
Separation von Flüssigkeiten: Eine
theoretische und numerische Studie
Dr. Fabien Léonforte
In vielen praktischen Anwendungen ist die Verbesserung der Adhäsion zwischen zwei Körpern ein wichtiger Aspekt. Adhäsion kann mit
der „wettability“ verbunden sein, eine Eigenschaft, die eine Flüssigkeit
in Kontakt mit einer Oberfläche erwirbt. Eine Flüssigkeit, die eine
feste Oberfläche normalerweise kaum nicht benetzt, klebt. Dann
sind dünne flüssige Filme in Kontakt mit solchen „non-wettable“
Oberflächen instabil, und „dewetting“ ist eine Konsequenz dieser
Instabilität. So ein Verhalten ist in Anwendungen wie „detergency“,
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Bachelor-Börse 2015
Mikroelektronik oder Flüssigkeittransport in der Medizin oder biologischen Systemen unerwünscht.
Wegen ihrer Vielseitigkeit, „biodegradability“ und Einfachheit im
Vergleich zu anderen chemischen Designs, werden Polymere oft für die
Manipulation der Adhäsion verwendet und erhöhen die „wettability“.
In diesem Projekt wollen wir numerisch und theoretisch Systeme zu
studieren, die flüssige Tröpfchen in Kontakt mit harten Oberflächen
enthalten und die Polymere transplantiert darauf zeichnen. Die
Polymere spielen die Rolle von „stretchable“ Steckern, die zwischen
Tröpfchen wirken und erlauben diese, entweder zu fangen oder zu
befreien. Wir haben vor, die Bewegung von getriebenen Tröpfchen
auf solchen modifizierten Oberflächen als eine Funktion der Größe
der Tröpfchen, Intensität des Flusses und die Fläche mit Polymeren
zu untersuchen. Das Ziel ist es, zu Charakteristika zu untersuchen
und praktische Systeme zu entwickeln, die auf Verlangen spezifische
Größen von Tröpfchen einfangen können nur durch eine Änderung
der Oberflächeneigenschaften. Anwendungen können im Feld der
Reinigung und Wiederverwendung von abgestandenen Flüssigkeiten
liegen, ebenso wie in der Medizin bei dem Transport in lebenden
Umgebungen.
Deine Herausforderungen
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Entwicklung von Software für die Daten-Analyse (python C++)
Entwicklung eines theoretischen Modells
Erstellung und Auswertung von Simulationen
Vergleich mit anderen Simulationen und Experimenten
Was wir Dir anbieten
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Betreuung auf deutsch und in englisch.
Fortführung eines aktuellen Projektes.
Computer Ausstattung für Coding und Simulationen.
Funktionierende Software für die Simulationen (LAMMPS,
http://lammps.sandia.gov/).
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