Thermophoretic and Hydrodynamic Interactions in Artificial Active Matter

• Název práce v češtině: Termoforetické a hydrodynamické interakce v umělé aktivní hmotě
• Název v anglickém jazyce: Thermophoretic and Hydrodynamic Interactions in Artificial Active Matter
• Klíčová slova: hydrodynamika|vedení tepla|thermoforéza|aktivní hmota
• Klíčová slova anglicky: hydrodynamics|heat transfer|thermophoresis|active matter
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Viktor Holubec, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 16.02.2022
• Datum zadání: 17.02.2022
• Datum potvrzení stud. oddělením: 14.12.2023
• Datum a čas obhajoby: 08.02.2024 09:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 12.01.2024
• Datum odevzdání tištěné podoby: 08.02.2024
• Datum proběhlé obhajoby: 08.02.2024
• Oponenti: RNDr. Karel Tůma, Ph.D.
• Konzultanti: Ján Šomvársky, CSc.

Zásady pro vypracování

Cílem práce je pochopit s pomocí matematického modelování nejdůležitější složky interakcí mezi termoforetickými umělými aktivními částicemi.

Postup:

1) Seznámení se základními modely termoforetických umělých aktivních částic uvedenými v literatuře
2) Ověření výsledků z literatury pro jednu aktivní částici
3) Modelování teplotních a hydrodynamických polí pro dvě a více aktivních částic s uvážením efektů důležitých v experimentech (povrchové jevy, gravitace)

Seznam odborné literatury

[1] Shaebani, M.R., Wysocki, A., Winkler, R.G. et al. Computational models for active matter. Nat. Rev. Phys. 2, 181–199 (2020)
[2] Fränzl, M., Muiños-Landin, S., Holubec, V. et al. Fully Steerable Symmetric Thermoplasmonic Microswimmers. ACS Nano 15, 2, 3434–3440 (2021)
[3] Marchetti, M. C., Joanny, J. F., Ramaswamy, S. et al. Hydrodynamics of soft active matter. Rev. Mod. Phys. 85, 1143 (2013)
[4] Kroy, K., Chakraborty, D., and Cichos, F. Hot microswimmers. EPJ ST 225, pages2207–2225 (2016)
[5] další literatura dle zadání vedoucího

Předběžná náplň práce

Umělé aktivní částice poháněné termoforetickýymi silami na sebe působí hydrodynamickými, tepelnými, a sterickými silami. Vliv těchto sil silně závisí na vzájemné poloze a pohybovém stavu jednotlivých částic. Cílem práce je využít exaktního matematického modelování problému k nalezení efektivních interakcí pro různé situace. Tyto interakce budou použity v dalším výzkumu pro modelování mnohačásticových systémů, mimo dosah přesných numerických modelů.