Mikrophysik für die Öffentlichkeit

Genau wie Menschen müssen sich Mikroorganismen bewegen und zusammentreffen, um zu überleben und bestimmte Funktionen zu erfüllen. Ein Beispiel dafür sind Bakterien, die sich in wässrigen Umgebungen bewegen, nach Lebensmittel suchen und sich schließlich zu stabilen Kolonien zusammenschließen. Inspiriert von der Fähigkeit von Mikroben zu schwimmen, zu kommunizieren und sich selbst zu Gruppen zu organisieren, entwickeln wir in unseren Laboren synthetische Mikrokügelchen, deren Bewegung und Interaktion durch elektrische Wechselfelder gesteuert werden. Die Spannung bestimmt die Schwimmgeschwindigkeit, und die Frequenz moduliert die Selbstorganisation – von Clustern über Schwärme bis hin zu Ketten.

Im Rahmen dieser Veranstaltung stellen wir Ihnen kurz die physikalischen Grundlagen der „Lebendigkeit“ einfacher Polymerpartikel vor – ein Gebiet, das als künstliche aktive Materie bekannt ist und für Anwendungen in der Robotik und der Wirkstofffreisetzung zunehmend an Bedeutung gewinnt. Sie werden die dynamische Gruppenbildung unter einem herkömmlichen Mikroskop beobachten und die Interaktionsregeln durch die Variation des externen elektrischen Feldes selbst bestimmen. Abschließend zeigen wir Ihnen nach der Aufnahme einiger Videos, wie die Bildanalyse zur Bestimmung von Koordinaten und zur Rekonstruktion von Bewegungsbahnen durchgeführt wird.

Begleiten Sie uns auf unserer spannenden Reise in die Welt des künstlichen Lebens!

These different behaviors can be tuned by adjusting the frequency of the applied electric field.