Thermophoretic and Hydrodynamic Interactions in Artificial Active Matter

• Thesis title in Czech: Termoforetické a hydrodynamické interakce v umělé aktivní hmotě
• Thesis title in English: Thermophoretic and Hydrodynamic Interactions in Artificial Active Matter
• Key words: hydrodynamika|vedení tepla|thermoforéza|aktivní hmota
• English key words: hydrodynamics|heat transfer|thermophoresis|active matter
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
• Supervisor: doc. RNDr. Viktor Holubec, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 16.02.2022
• Date of assignment: 17.02.2022
• Confirmed by Study dept. on: 14.12.2023
• Date and time of defence: 08.02.2024 09:30
• Date of electronic submission: 12.01.2024
• Date of submission of printed version: 08.02.2024
• Date of proceeded defence: 08.02.2024
• Opponents: RNDr. Karel Tůma, Ph.D.
• Advisors: Ján Šomvársky, CSc.

Guidelines

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)

References

[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

Preliminary scope of work

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.