Locomotion of Microorganisms with the help of Flagella: The African Trypanosome

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Die Natur hat ausgeklügelte Mechanismen entwickelt, mit denen sich Mikroorganismen wie Bakterien und Spermien in wässriger Lösung fortbewegen oder mit denen auf Mikrometerskala Flüssigkeit transportiert wird, wie etwa beim Abtransport von Schleim in der Lunge. Ein tieferes Verständnis dieser Mechanismen ist nicht nur von physiologischer Bedeutung, es hilft auch bei der Konstruktion von Mikrometer großen Maschinen, die medizinisch notwendige ¿Reparaturarbeiten im Gefäßsystem des menschlichen Körpers verrichten, oder in der technologisch wichtigen Mikrofluidik, in der winzige Flüssigkeitstropfen zu bewegen sind. Im Projekt soll zum einen ein biomimetisches Ziliensystem in wässriger Umgebung im Detail studiert werden, also ein elastisches Filament, das durch äußere Magnetfelder zu einer Schlagbewegung angeregt wird und damit Flüssigkeit transportiert. Zum anderen soll ein vertieftes Verständnis der bakteriellen Fortbewegung entwickelt werden, die mit Hilfe eines rotierenden Bündels von helikalen Filamenten, auch Flagellen genannt, geschieht. Um grundlegende Aspekte herauszuarbeiten, modellieren wir die Filamente durch ein Kugel-Feder-Modell, das mit der umgebenden Flüssigkeit wechselwirkt.