Theoretische Physik der Lebenden Materie (IAS-2)

Eine grosse Vielfalt synthetischer und biologischer Nanoteilchen wechselwirkt mit der Zell- membran. Dies betrifft etwa die Invasion der Zelle durch Viren, oder die Nanotoxizität industriel- ler Nanoteilchen. Die Aufnahme in die Zelle wird durch viele Faktoren, wie Grösse, Form, und Oberflächen-Chemie, bestimmt.

Lokalisierte Kräfte aus dem Inneren einer Zelle bestimmen die Deformation und Migration als Reaktion auf äussere Einflüsse. Künstliche Zellen können zur Aufklärung der Mechanismen beitragen und später einmal als Miniatur-Fabriken oder Mikro-Roboter funktionieren.

Die Strömungseigenschaften von Blut in Mikrokapillaren wird durch die Form und Deformabilität der roten Blutkörperchen bestimmt. Die Strömung beeinflusst aber auch viele andere Zellen und Proteine im Blut, die unter anderem für die Immunantwort und die Blutgerinnung verantwortlich sind.

Spermien schwimmen in einer Flüssigkeit sich durch die schlangenähnliche Bewegung ihres Schwanzes, des "Flagellums". Der resultierende Antrieb führt zu einer erhöhten Aufenthaltswahrscheinlichkeit an Wänden -- wichtig für die Reise durch den Eileiter, aber auch in mikrofluidischen Bauelementen.

Aktive Brown'sche Kügelchen haben eine bevorzugte Antriebs- richtung, aber ihr isotropes Wechselwirkungspotential bedingt keinerlei Ausrichtung ihrer Orientierungen. Dennoch bilden sie kollektive Wirbel und Strömungen -- aufgrund einer bewegungsbedingten Sortierung an Grenzflächen.

Eine grosse Vielfalt synthetischer und biologischer Nanoteilchen wechselwirkt mit der Zell- membran. Dies betrifft etwa die Invasion der Zelle durch Viren, oder die Nanotoxizität industriel- ler Nanoteilchen. Die Aufnahme in die Zelle wird durch viele Faktoren, wie Grösse, Form, und Oberflächen-Chemie, bestimmt.