Prof. Dr. Felix Höfling

Wie werden makroskopische Prozesse in komplexen Materialien durch die Eigenschaften auf der Nanoskala bestimmt? Zu solchen Materialien gehören weiche, aktive und biologische Materie ebenso wie poröse Medien. Wir untersuchen beispielsweise

• die Diffusion von Proteinen in Zellen und allgemeiner in heterogenen Medien,
• das Verhalten von Wasser-Öl-Gemischen an Grenzflächen, was für Anwendungen in der Nanofluidik interessant ist, und
• die spontane Organisation von Ameisenstraßen durch Kommunikation mittels Pheromonen.

Höchstleistungssimulationen für stochastische Teilchenmodelle geben uns Aufschluss über die physikalischen Mechanismen, welche das Verhalten über viele Zeit- und Längenskalen verbinden. Anhand der Ergebnisse können wir

• analytische Vorhersagen mit großer Genauigkeit überprüfen,
• neue numerische Verfahren zur Datenanalyse demonstrieren,
• Anregungen für die Weiterentwicklung experimenteller Techniken geben, und
• möglicherweise neuartige physikalische Phänomene entdecken.

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Die folgenden Beispiele sind schon etwas älter, laufende Forschungsprojekte sind unter Projekte zu finden.