Forschung
Schwerpunkte unserer Forschungsinteressen sind:
- Funktionalisierte weiche Kompositmaterialien
- Magnetische und flüssigkristalline weiche Materie
- Aktive Suspensionen, Mikroschwimmer und selbstgetriebene Teilchen
- Kollektive Phänomene als Funktion der Eigenschaften diskreter Bestandteile
- Thermophoretische Effekte und Elastizität
- Stochastische Bewegung unter nichtlinearer Reibung
- Kopplung des Verhaltens diskreter Teilchen durch Einwirkung auf kontinuierliche Hintergrundmedien
- Gewichtsreduktion durch hohle deformierbare Einschlüsse
Dabei beschäftigen wir uns insbesondere mit Fragen der Art:
- Wie hängt das globale Erscheinungsbild eines Systems von den Eigenschaften der einzelnen Bausteine ab?
- Wie entsteht das makroskopische Verhalten durch Zusammenwirken vieler einzelner mikro- oder mesoskopischer Komponenten?
- Lassen sich die Eigenschaften des Gesamtsystems im Sinne einer gewünschten Verwendung modifizieren, eventuell sogar während man das System oder Material verwendet?
Um Antworten auf diese und ähnliche Fragen zu erhalten, verwenden und kombinieren wir unter anderem folgende Methoden:
- Diskretisierte Modellierung komplexer Vielteilchensysteme und Materialien, auch im Nichtgleichgewicht
- Lineare und schwach nichtlineare Stabilitätsanalysen statischen und dynamischen Verhaltens, häufig numerisch basiert
- Analytische Berechnung elastischer und hydrodynamischer Wechselwirkungen in Teilchenensembles in elastischen, viskoelastischen oder viskosen Umgebungen
- Analytische Herleitung mesoskopisch-statistischer Theorien, zum Beispiel Fokker-Planck-Gleichungen oder klassische dynamische Dichtefunktionaltheorien, mit numerischer Auswertung
- Direkte Simulationen von einfachen Teilchen- und diskretisierten Materialmodellen
- Symmetriebasierte Herleitung makroskopischer hydrodynamischer Kontinuumstheorien und deren numerische Auswertung in Spezialfällen
- Verknüpfung mesoskopischer Modelle mit makroskopischer Kontinuumstheorie
