Projekte im Wintersemester 2025/26
Der Einfluss der Rotationsreibung zwischen Teilchen
Slots: 1-4, Stunden pro Woche: 3-9, Fertigstellung innerhalb: 3-12 MonateStudiengänge: Angewandte Physik B.Sc., Informatik B.Sc., Informatik B.Ed., Mathematik B.Sc., Meteorologie B.Sc., Physik B.Ed., Physik B.Sc.,
Beschreibung
Die Reibung zwischen rotierenden Teilchen spielt in verschiedenen physikalischen oder biologischen Zusammenhängen eine wichtige Rolle und wird in einem SFB (Sonderforschungsbereich) in Mainz untersucht. Solche Teilchen, wie zum Beispiel Bakterien, können als Motoren für bakterienbasierte Batterien verwendet werden. In diesem Projekt soll der Einfluss der Rotationsreibung zwischen Teilchen in typischen molekulardynamischen Simulationen untersucht werden.
Rolle der Studierenden
Die Studierenden werden vorgefertigten Python-Code verwenden, um mögliche physikalische Effekte und Anwendungen einer solchen Reibung zwischen rotierenden Teilchen in Computersimulationen zu analysieren. Bei Interesse können die Studierenden auch den Quellcode anpassen.
Notwendige Qualifikationen
Grundkenntnisse in Python sind erforderlich. Es wird im Rahmen des Projektes mit Linux gearbeitet. Sie brauchen aber keine grundlegenden Linux-Kenntnisse, da Sie es im Rahmen des Projektes lernen werden.
(weitere Informationen)
Projekte im Sommersemester 2025
Phasenverhalten und morphologische Analyse von 2D-Kolloidmonoschichten
Slots: 2, Stunden pro Woche: 6, Fertigstellung innerhalb: 6 MonateStudiengänge: Angewandte Physik B.Sc., Informatik B.Sc., Informatik B.Ed., Mathematik B.Sc., Mathematik-Infomatik B.Sc., Meteorologie B.Sc., Physik B.Ed., Physik B.Sc., Umweltwissenschaften mit Schwerpunkt Atmosphäre und Klima B.Sc.,
Beschreibung
Zweidimensionale selbstassemblierende kolloidale Partikelmonoschichten haben vielfältige Anwendungen in der Nanotechnologie. Das Phasenverhalten solcher Monoschichten wird in erster Linie durch Wechselwirkungen zwischen den Teilchen beeinflusst. So kann in einer 2D-Monolage eine Vergrößerung des Teilchendurchmessers Phasenübergänge von einem flüssigkeitsähnlichen Zustand zu einer hexatischen Phase und schließlich zu einer kristallinen festen Phase bewirken. Ziel dieses Projekts ist es, den Studierenden ein grundlegendes Verständnis der physikalischen Grundlagen des Selbstassemblierungsprozesses zu vermitteln und praktische Erfahrungen mit fortgeschrittenen Werkzeugen zur Analyse der Morphologie zweidimensionaler kolloidaler Assemblierungen zu vermitteln.
Rolle der Studierenden
Die Studierenden führen partikelbasierte Simulationen mit Molekulardynamik-Software (MD) durch, um die Morphologie selbstassemblierter Strukturen durch Veränderung der Wechselwirkungen zwischen den Partikeln zu untersuchen. Sie werden die Physik der Selbstorganisation untersuchen und die Phasenmorphologie mit Techniken wie 2D-Fourier-Transformationen, Delaunay-Triangulation, Ordnungsparameter und Korrelationsfunktionen analysieren.
Notwendige Qualifikationen
Ideal sind motivierte, enthusiastische Studierende, die bereit sind neue Werkzeuge und Techniken zu erlernen. Grundlegende Kenntnisse von Programmiersprachen wie Python oder C/C++ sind erforderlich. Bevorzugt werden Studierende mit einem Hintergrund in Physik, Mathematik oder computergestützter Physik. Gute Englischkenntnisse sind für die Kommunikation erforderlich.
(weitere Informationen)
Aufbau Analyse-Framework für Coarse-Grained LLPS-Simulationen
Slots: 1, Stunden pro Woche: 6, Fertigstellung innerhalb: 6 MonateStudiengänge: Angewandte Physik B.Sc., BMC B.Sc., Chemie B.Ed., Chemie B.Sc., Geographie B.Ed., Geographie B.Sc., Geowissenschaften B.Sc., Informatik B.Sc., Informatik B.Ed., Mathematik B.Sc., Mathematik-Infomatik B.Sc., Meteorologie B.Sc., Molekulare Biologie B.Sc., Molekulare Biotechnologie B.Sc., Physik B.Ed., Physik B.Sc., Umweltwissenschaften mit Schwerpunkt Atmosphäre und Klima B.Sc.,
Beschreibung
Komplementär zur Arbeit unserer Experimentatoren in der Biologie untersuchen wir die flüssig-flüssig Phasenseparation (engl. LLPS) verschiedener Proteine anhand von vergröberten (coarse-grained) Molekular Dynamik (MD) Simulationen. Zur Erstellung eines Phasendiagrams werden viele Simulation mit varierenden Startparametern nach einem gleichen Schema durchgeführt und ausgewertet. Das hierfür bestehende Framework soll um zusätzliche Features ergänzt werden.
Rolle der Studierenden
Die Studierenden implementieren neue Analyse-Features und erhalten dadurch einen Einblick in die Forschung mithilfe von biophysikalischer Simulationen, sowie der Entwicklung von Forschungssoftware anhand von Testgetriebene Entwicklung.
Notwendige Qualifikationen
Grundlegende Kenntnisse von statistischer Physik, Programmierung und Bereitschaft sich in ein interdisziplinäres Feld einzuarbeiten sind von Nöten. Vorteilhaft sind Kenntnisse in MD Simulationen, der Julia-Programmiersprache, gute englisch Kenntnisse, Git und Statistik.
(weitere Informationen)
Wähle dein QUEST-Fach:
