Semiflexible Polymere in ungeordneten, strukturierten und schaltbaren Potentialen

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Ziel des Projektes ist die theoretische Untersuchung der Adsorption und Formfluktuationen von semiflexiblen Polymeren in räumlich und zeitlich heterogenen Potentialen. Der Fokus liegt zum einen auf Zufallspotentialen, die eine eingefrorene Unordnung in der Umgebung repräsentieren, und zum anderen auf zeitlich veränderlichen, schaltbaren Potentialen. Semiflexible Polymere, wie Filamente des Zytoskeletts, DNS oder auch geladene synthetische Polymere, zeichnen sich durch eine nicht zu vernachlässigende Biegesteifigkeit aus, die zu charakteristischem neuen Verhalten im Vergleich zu flexiblen Polymeren führt. Zufallspotentiale treten in allen heterogenen Umgebungen auf, z.B. in porösen Materialien, der Adsorption auf nicht-perfekten Oberflächen oder auch in Zellen, die eine Vielzahl von dichtgepackten Organellen und Makromolekülen besitzen. Zeitlich veränderliche, schaltbare Potentiale bieten neue Kontrollmöglichkeiten, z.B. für die Adsorption von Polymeren. In diesem Projekt sollen mit Hilfe von analytischen und numerischen Methoden der statistischen Physik in Teil (a) die kritischen Eigenschaften von Lokalisierungsübergängen semiflexibler Polymere in ungeordneten Potentialen und in Teil (b) die Kontrolle von Adsorptionsübergängen und ihrer Dynamik durch zeitliches Schalten und räumliche Strukturierung der Adsorptionspotentiale untersucht werden.