NSF-BSF: Dynamics of flowing particles in soft confined systems

NSF-BSF:软约束系统中流动粒子的动力学

基本信息

  • 批准号:
    2328628
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-10-01 至 2026-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This award will investigate how particles flow in complex compliant microscale systems, in which deformation of either the particles or the confining environment affects particle transport. Many biological and engineered structures at the microscale, such as cell membranes, biofilms, and microfluidic devices, are soft and thus easily deformed by fluid flow. Red blood cells deform when flowing in narrow capillaries, and swimming microbes and flowing microparticles can cause cell membranes to bend and deform. These deformations modify the motion of the suspended entities (e.g., cells or microorganisms) as a result of interactions with the carrying fluid. The project will quantify these interaction mechanisms, which are important to understand microscale biological transport, and to build biomimetic systems that use compliant structures to manipulate suspensions of particles or cells for biomedical applications. Furthermore, this award will foster education and outreach activities by engaging, or exposing undergraduate and graduate students, as well as middle and high-school teachers, to its research. As a collaboration between the University of California, Riverside and Tel Aviv University, it will also serve to enhance the participation of under-represented groups, including women, in both Riverside County and Tel Aviv (Israel).This award will investigate the dynamics of particulate suspensions confined by flexible elastic membranes, which are ubiquitous in biological environments at the microscale. The researchers will develop a fundamental understanding of hydroelastic mechanisms of suspension transport in microscale systems, using a combination of analytic theory, numerical simulations, and experiments. Over the course of the project, the international team will develop (i) novel theoretical and reduced-order models of hydroelastic interactions between particles near membranes, (ii) a new nonlinear hydroelastic mobility framework, complemented by numerical simulations, of many-particle dynamics in proximity to membranes, and (iii) new experimental studies to visualize, characterize, and quantify particle-membrane interactions in macroscopic and microscopic settings. Finally, the fundamental insights obtained from these studies will be used to develop a microfluidic device to manipulate and sort vesicles and soft particles based on their mechanical and geometric properties.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该奖项将研究颗粒如何在复杂的柔性微尺度系统中流动,其中颗粒或封闭环境的变形会影响颗粒的传输。许多微尺度的生物和工程结构,如细胞膜、生物膜和微流体装置,都是柔软的,因此很容易因流体流动而变形。红细胞在狭窄的毛细血管中流动时会变形,游动的微生物和流动的微粒会导致细胞膜弯曲和变形。这些变形修改悬挂实体的运动(例如,细胞或微生物)。该项目将量化这些相互作用机制,这对于理解微尺度生物运输非常重要,并构建仿生系统,该系统使用顺应性结构来操纵用于生物医学应用的颗粒或细胞悬浮液。此外,该奖项将促进教育和推广活动,通过从事,或暴露本科生和研究生,以及初中和高中教师,其研究。作为加州大学、滨江大学和特拉维夫大学之间的合作项目,该项目还将在滨江县和特拉维夫(以色列)促进包括妇女在内的代表性不足的群体的参与,该项目将研究在微尺度生物环境中普遍存在的、由柔性弹性膜限制的微粒悬浮液的动力学。研究人员将开发一个基本的理解悬浮液运输在微尺度系统的水弹性机制,使用分析理论,数值模拟和实验相结合。在该项目的过程中,国际团队将开发(i)膜附近颗粒之间水弹性相互作用的新理论和降阶模型,(ii)一个新的非线性水弹性流动性框架,并辅以数值模拟,膜附近的多颗粒动力学,以及(iii)新的实验研究,以可视化,表征,并量化宏观和微观环境中的颗粒-膜相互作用。最后,从这些研究中获得的基本见解将被用于开发一种微流体设备,以根据囊泡和软颗粒的机械和几何特性对其进行操纵和分选。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Bhargav Rallabandi其他文献

Effect of swarm configuration on fluid transport during vertical collective motion
垂直集体运动过程中群体配置对流体输送的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Monica Martinez;J. Nawroth;Bhargav Rallabandi;J. Dabiri
  • 通讯作者:
    J. Dabiri
Rotation of an immersed cylinder sliding near a thin elastic coating
在薄弹性涂层附近滑动的浸没圆柱体的旋转
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bhargav Rallabandi;B. Saintyves;Théo Jules;Théo Jules;T. Salez;T. Salez;T. Salez;Clarissa Schönecker;L. Mahadevan;H. Stone
  • 通讯作者:
    H. Stone
Surfing its own wave: hydroelasticity of a particle near a membrane
冲浪自己的波浪:膜附近粒子的水弹性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bhargav Rallabandi;Naomi Oppenheimer;M. B. Zion;H. Stone
  • 通讯作者:
    H. Stone
Fast inertial particle manipulation in oscillating flows
振荡流中的快速惯性粒子操纵
  • DOI:
    10.1103/physrevfluids.2.052001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Raqeeb Thameem;Bhargav Rallabandi;S. Hilgenfeldt
  • 通讯作者:
    S. Hilgenfeldt
Motion of a tightly fitting axisymmetric object through a lubricated elastic tube
紧密配合的轴对称物体通过润滑弹性管的运动
  • DOI:
    10.1017/jfm.2021.712
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Bhargav Rallabandi;J. Eggers;M. Herrada;H. Stone
  • 通讯作者:
    H. Stone

Bhargav Rallabandi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Bhargav Rallabandi', 18)}}的其他基金

CAREER: Unsteady inertial dynamics of suspensions: transport, assembly and propulsion
职业:悬架的不稳定惯性动力学:运输、组装和推进
  • 批准号:
    2143943
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

枯草芽孢杆菌BSF01降解高效氯氰菊酯的种内群体感应机制研究
  • 批准号:
    31871988
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于掺硼直拉单晶硅片的Al-BSF和PERC太阳电池光衰及其抑制的基础研究
  • 批准号:
    61774171
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
B细胞刺激因子-2(BSF-2)与自身免疫病的关系
  • 批准号:
    38870708
  • 批准年份:
    1988
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

NSF-BSF: C*-algebras and Dynamics Beyond the Elliott Program
NSF-BSF:艾略特纲领之外的 C* 代数和动力学
  • 批准号:
    2400332
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Quantum Magnetization Dynamics in Open Molecular Junctions
NSF-BSF:开放分子结中的量子磁化动力学
  • 批准号:
    2318872
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Synergistic Multiscale Modeling and Single-Molecule Fluorescence Studies of the Dynamics and Function of AAA+ Protein Disaggregation Machines
NSF-BSF:AAA 蛋白质解聚机动力学和功能的协同多尺度建模和单分子荧光研究
  • 批准号:
    2136816
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Modeling and Control of Collective Dynamics for Externally Driven Planar Microswimmers
NSF-BSF:外部驱动平面微型游泳器集体动力学的建模和控制
  • 批准号:
    2123824
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Nonlinearity, Randomness, and Dynamics: Vistas into the Extreme Mechanics of Non-Euclidean Sheets
NSF-BSF:非线性、随机性和动力学:非欧几里得片的极端力学展望
  • 批准号:
    2108124
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Dynamics and Operator Algebras beyond the Elliott Classification Program
NSF-BSF:艾略特分类计划之外的动力学和算子代数
  • 批准号:
    2055771
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Ecological Implications and Evolutionary Dynamics of a Nascent Sodalis-allied symbiont in a Parasitoid Wasp.
NSF-BSF:寄生蜂中新生 Sodalis 相关共生体的生态影响和进化动力学。
  • 批准号:
    2114510
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: DYNAMICS OF MATERIALS FAILURE
NSF-BSF:材料失效动力学
  • 批准号:
    1827343
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: From microscopic propulsion to macroscale dynamics: Active particle transport in complex environments
NSF-BSF:从微观推进到宏观动力学:复杂环境中的活性粒子传输
  • 批准号:
    1934199
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Joint NSF-BSF Proposal: Nonlinear Dynamics with Gross-Pitaevskii Breathers
合作研究:NSF-BSF 联合提案:采用 Gross-Pitaevskii 呼吸器的非线性动力学
  • 批准号:
    1607215
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 33.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了