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Meine Forschungen betreffen im Allgemeinen das Verständnis von biologischen und (bio-)chemischen Prozessen von einem allgemeinen physikalischen Standpunkt aus - spezielles Interesse habe ich dabei im Bezug auf die Frage, was die Eigenschaften und Vorraussetzungen für das Leben sind (näheres unter interests)
Forschungsbereiche
Selbstorganisation eines Dichloromethantropfens auf der Obrefläche einer tensidhaltigen wässrigen Lösung
Untersuchung eines Chemo-Hydrodynamischen Effekts im geschlossenen Ferroin-katalysierten Beloussow Schabotinski Oszillator
Ein Biophysikalisches Model über die Entstehung der Lipidtropfchen in der biologischen Zelle
aktuelles Forschungsgebiet
Selbstorganisation eines Dichloromethantropfens auf der Oberfläche einer tensidhaltigen wässrigen Lösung
Momentan arbeite ich u.a. im Rahmen meiner Doktorarbeit an der Erforschung des komplexen Auflösungsprozesses eines Dichloromethantropfens in einer tensidhaltigen wässrigen Lösung.
Die Motilität eines öligen Tropfens (Solvents) auf der Oberfläche einer wässrigen Lösung kann durch den Massentransfer von Tensiden ausgelöst und kontrolliert werden - hängt aber auch noch von dem Löslichkeitsverhalten und der Volatilität des Tropfens ab.
Die Arbeit besteht in erster Linie in der detailierten Untersuchung dieses Phänomens und einer möglichen Anwendung dieses Phänomens zur spontane Bildung von Polymeren.
Dynamik des Dichloromethantropfes auf der Oberfläche einer tensidhaltigen wässrigen Lösung (CTAB Lösung). Der Dichloromethantropfen zeigt drei unterschiedliche Erscheinungsformen, die durch die Konzentration von CTAB in der wässrigen Lösung kontrolliert werden (entsprechende Videos dazu hier)
Literatur
P. C. Ohara and William M. Gelbart Langmuir, 14, 3418 (1998)
Y. Lu and S.C. Chen, Adv. Drug Deliv. Rev. 56, 1621 (2004)
Y. Sumino, H. Kitahata, Y. Shinohara, N. L. Yamada, and H. Seto, Langmuir, 28, 3378 (2012)
M. Maillard, L. Motte, and M-P Pileni, Adv. Mater., 13, 200, (2001)
S. Liu, R. Deng, W. Li, and J. Zhu, Adv. Funct. Mater. 22, 1692, (2012)
J. R. Friends, L. Y. Yeo, D. R. Arifin and A. Mechler, Nanotechnology, 19, 145301, (2008)
V. Pimienta, M. Brost, N. Kovalchuk, S. Bresch and O. Steinbock, Angew. Chem. Int. Ed 50, 10728 (2011)
K. Eckert, M. Acker, R. Tadmouri, V. Pimienta, V., Chaos, 22, 037112 (2012)
Untersuchung eines Chemo-Hydrodynamischen Effekts im geschlossenen
Ferroin-katalysierten Beloussow Schabotinski Oszillator
Der von uns erst kürzlich entdeckte Effekt, der durch eine limitierten Rührphase hervorgerufen wird, ist das Thema dieser Untersuchung (Details unter www.ilsr.at/research.htm). Nach aktuellem Stand unserer Forschung ist, handelt es sich um ein komplexes Zusammenspiel zwischen chemischen und hydrodynamischen Effekten wie Diffusion und Konvektion.
Die aktuellsten Ergebnisse wurden bei der European Conference on Complex Systems (ECCS'13) in Barcelona bzw. beim Workshop on Patterns and Hydrodynamic Instabilities in Reactive Systems in Brüssel vorgestellt. Wir fanden heraus, dass die Rührzeit als Bifurkationsparameter verstanden werden kann (Details in der Abb. unten).
Die Abbildung zeigt den Effekt der Rührung in einem geschlossenen
Ferroin-katalysierten Beloussow Schabotinski Reaktionssystem. C: Keine Rührung. B: Rührung für 30 min.
A: Rührung für 60 min (alle Messungen wurden bei 30°C durchgeführt)
Literatur
Florian Wodlei, Mihnea R. Hristea
Effect of Limited Stirring on the Belousov Zhabotinsky Reaction
Proceedings of the European Conference on Complex Systems 2012 (September 2013) | ISBN: 978-3-319-00394-8
http://www.springer.com/physics/complexity/book/978-3-319-00394-8
Marchettini, N.; Budroni, M. A.; Rossi, F.; Masia, M.; Liverid, M. L. T. & Rusticie, M.
Role of the reagents consumption in the chaotic dynamics of the Belousov–Zhabotinsky oscillator in closed unstirred reactors
Physical Chemistry Chemical Physics, 2010, 12, 11062–11069 11062–11069
Rossi, F.; Budroni, M. A.; Marchettini, N.; Cutietta, L.; Rustici, M. & Liveri, M. L. T.
Chaotic dynamics in an unstirred ferroin catalyzed Belousov-Zhabotinsky reaction
Chemical Physics Letters, 2009, 480, 322-326
Rustici, M.; Branca, M.; Caravati, C. & Marchettini, N.
Evidence of a chaotic transient in a closed unstirred cerium catalyzed Belousov-Zhabotinsky system
Chemical Physics Letters, 1996, 263, 429-434
Б. П. Белоусов (B. P. Belousov)
Периодически действующая реакция и ее механизм. (the periodic reaction and its mechanism)
Сборник рефератов по радиационной медицине за 1958 г. Медгиз, 1959 (re-publication of the original article in Химия и жизнь №7 за 1982)
A. M. Жаботинский (A. M. Zhabotinsky)
Периодический процесс окисления малоновой кислоты растворе (исследование кинетики реакции Белоусова) (The periodical evolution of the oxidation of malonic acid (research on the kinetics of Belousov's reaction))
Биофизика, 9:306–311, 1964
Ein Biophysikalisches Model über die Entstehung der Lipidtropfchen in der biologischen Zelle
Im Rahmen meiner Diplomarbeit habe ich mich mit der Entstehung der Lipidtröpfchen in der biologischen Zelle beschäftigt. Lipidtröpfchen sind dynamische Organellen, die in nahezu allen Säugetieren anzufinden sind. Sie spielen eine besondere Rolle in den Adipozyten, wo sie die Hauptenergiereserve des Körpers in Form von Triglyzeriden darstellen.
Wir haben dazu ein elastomechanisches Model entwickelt und den Einfluss der Phospholipidzusammensetzung der biologischen Membran auf diesen Prozess untersucht. Details zu dem von den Biologen vorgeschlagenen Model der Entstehung der Lipidtröpfchen in Sally Martin and Robert G. Parton, Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, 373-378, 2006
Bild aus:
Lipid droplets: a unified view of a dynamic organelle
Sally Martin and Robert G. Parton
Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, 373-378 (May 2006)
Literatur
Sally Martin and Robert G. Parton, Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, 373-378, 2006
J. Zanghellini, F. Wodlei and H.H. von Grünberg
Phospholipid demixing and the birth of a lipid droplet
Journal of Theoretical Biology, Volume 264, Issue 3, 7 June 2010, Pages 952-961
http://dx.doi.org/10.1016/j.jtbi.2010.02.025
http://arxiv.org/abs/0902.3413v1
Jürgen Zhangellini, David Ruckerbauer, Florian Wodlei, Hans Hennig von Grünberg, Christian Jungreuthmayer
phospholipid demixing: molecular interpretation of lipid droplet biogenesis
Advances in Planar Lipid Bilayer and Liposomes, Vol. 11 (October 2010) | ISBN: 978-0-12-381013-7
http://www.elsevier.com/wps/product/cws_home/721064