C6 (E): Verknüpfung hydrodynamischer und mikroskopischer Modelle für nasse aktive Materie mit anisotropen Teilchen

In dem Projekt soll ein systematisches, quantitatives Vergröberungsverfahren für eine Klasse von Nichtgleichgewichtssystemen entwickelt werden, nämlich Suspensionen von Teilchen mit Selbstantrieb. Partikelbasierte und effektive hydrodynamische Modelle sollen über einen Multiskalenansatz, der auf sequenzieller Kopplung und Parameterübergabe basiert, verknüpft werden. Dazu sollen mikroskopische Stokesscher Simulationen mit einem mesoskopischen kinetischen Modell, das an die makroskopische Stokes Gleichung gekoppelt ist, kombiniert werden. In einem zweiten Schritt soll eine effektive hydrodynamische Beschreibung basierend auf der Partikeldichte, der Polarisation, und dem nematischn Ordnungsparameter abgeleitet und getestet werden. Das Multiskalenverfahren soll auf Systeme selbstgetriebener magnetischer stäbchenförmiger Kolloide angewendet werden. Dies ist durch neuere Experimente an magnetotaktischen Bakterien inspiriert, in denen die Ausbildung propagierender magnetischer Bänder auf Längenskalen, die sehr viel größer sind als die Größe der Partikel, beobachtet wurde (L/a > 100).