Die Physik der Kolloid-Membran-Umfließungsprozesse: Theorie und Simulation

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Im vorliegenden Forschungsvorhaben sollen die physikalischen Mechanismen theoretisch untersucht werden, die der Wechselwirkung zwischen Kolloiden und fluiden Membranen zugrundeliegen, wenn diese entgegengesetzte elektrische Ladung tragen. Besonderer Wert soll dabei auf eine selbstkonsistente Behandlung der Ladungsumverteilung innerhalb der Membran sowie ihrer elastischen Deformation gelegt werden, die beide durch das Kolloid hervorgerufen werden. Weil das Hauptinteresse hierbei auf grundlegenden physikalischen Aspekten liegt, sollen die Membranen und Kolloide durch einfache Modelle (geladene Mannigfaltigkeiten und geladene Kugeln) beschrieben werden; eine atomistisch orientierte Modellierung wird nicht angestrebt. Diese Untersuchungen sollen einerseits einem verbesserten Verständnis der Bedeutung langreichweitiger Elektrostatik im Wechselspiel mit den Membranfreiheitsgraden dienen. Andererseits sollen die hierbei gewonnenen Einsichten die physikalischen Aspekte beleuchten, die biologisch wichtigen Prozessen zugrundeliegen, wie z.B. der Proteinadsorption auf Zellmembranen oder der Endozytose.