Untersuchung der amöboiden Fortbewegung und Aufbau eines Modellexperiments zur kontrollierten Bewegung von smart fluids

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Biomimetische Lokomotionssysteme in Forschung und Technik werden gegenwärtig von starren Strukturen („walking machines ) oder nachgiebigen Strukturen mit strukturierter Oberfläche („worm/snake-like robots ) dominiert. Gegenstand des Projektes ist die Lokomotion von biologischen Systemen mit unstrukturierter (temporär konturierter) Oberfläche in Flüssigkeiten.Das Ziel lautet, basierend auf der experimentellen Untersuchung der amöboiden Lokomotion eine mathematische Modellierung und computergestützte Simulation dieser sehr ursprünglichen und damit weit verbreiteten Fortbewegungsform auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus zu realisieren. Schwerpunkte dabei sind die Erfassung und Beschreibung der Konturveränderung der Zellmembran, die Rolle des Zytoskeletts und die Wechselwirkung der Amöbe mit dem umgebenden Fluid.Dazu steht die Entwicklung eines großskaligen technischen Modells zur amöboiden Fortbewegung und dessen Test in einem Öl-Umlaufkanal im Fokus der Untersuchungen. Aus einem Modellexperiment mit einer fluidgefüllten membran-gehüllten Struktur nach dem Vorbild der Amöbenzelle sollen Erkenntnisse über die Lokomotion mittels Einstülpungsprozessen gewonnen und theoretische Ergebnisse evaluiert werden.