Active emulsion droplets driven by Marangoni flow
| dc.contributor.advisor | Stark, Holger | |
| dc.contributor.author | Schmitt, Maximilian | |
| dc.contributor.grantor | Technische Universität Berlin | en |
| dc.contributor.referee | Thiele, Uwe | |
| dc.date.accepted | 2016-05-04 | |
| dc.date.accessioned | 2017-04-10T15:37:26Z | |
| dc.date.available | 2017-04-10T15:37:26Z | |
| dc.date.issued | 2017 | |
| dc.description.abstract | Diese Forschungarbeit beinhaltet Theorie und Simulation aktiver Emulsionstropfen, die aufgrund einer inhomogenen Oberflächenspannung auf ihrer Grenzfläche schwimmen. Der zugrundeliegende Effekt heißt Marangoni-Effekt. Eine Möglichkeit den Marangoni-Effekt zu nutzen um einen Tropfen in Bewegung zu setzen, basiert auf einer chemischen Reaktion von grenzflächenaktiven Molekülen, sogenannten Tensiden, mit Brom. Ein mit Brom angereicherter Tropfen, dessen Grenzfläche mit Tensiden belegt ist, kann so eine spontane Symmetriebrechung erfahren, die zu gerichteter Bewegung führt. Alternativ lässt sich die Oberflächenspannung auch sehr viel präziser mit Hilfe von Licht modulieren. Dabei nutzt man den cis-trans Isomorphismus spezieller Tenside aus. Diese ändern ihre Oberflächenspannung wenn man sie mit Licht einer bestimmen Wellenlänge beleuchtet. So kann man lokal die Oberflächenspannung verringern oder erhöhen und einen Marangoni-Fluss erzeugen, der eine Vielzahl von Bewegungsmustern, angefangen von gerichteter Bewegung entlang des Lichtstrahls, bis hin zu gedämpften und stabilen Oszillationen um den Lichtstrahl zur Folge haben kann. | de |
| dc.description.abstract | This thesis develops a theory for active emulsion droplets which are driven by Marangoni flow. Marangoni flow is hydrodynamic flow due to a gradient in surface tension along an interface. One possibility to create Marangoni flow and propel an emulsion droplet is the use of a chemical reaction of surface active agents, so-called surfactants, with bromine. A bromine-enriched droplet whose interface is covered with surfactants shows spontaneous symmetry breaking which results in directed motion. Alternatively one can tune the surface tension of a droplet very precisely with the aid of light. Here, one uses the cis-trans isomorphism of certain surfactants. These surfactants change their surface tension when illuminated with light of a certain wavelength. As a result the local surface tension can be increased or decreased resulting in Marangoni flow. Such a droplet shows a plethora of locomotion patters, starting from directed motion along the light beam axis to damped or stable oscillations about the beam axis. | en |
| dc.description.sponsorship | DFG, GRK, 1558 Nonequilibrium collective dynamics in condensed matter and biological systems | en |
| dc.description.sponsorship | DFG, SFB, 910 Control of self-organizing nonlinear systems: Theoretical methods and concepts of application | en |
| dc.identifier.uri | https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6274 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5833 | |
| dc.language.iso | en | en |
| dc.rights.uri | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ | en |
| dc.subject.ddc | 530 Physik | de |
| dc.subject.other | active emulsion droplet | en |
| dc.subject.other | microfluidics | en |
| dc.subject.other | Marangoni effect | en |
| dc.subject.other | soft matter physics | en |
| dc.subject.other | aktive Emulsionstropfen | de |
| dc.subject.other | Mikrofluidik | de |
| dc.subject.other | Marangoni-Effekt | de |
| dc.subject.other | Physik der weichen Materie | de |
| dc.title | Active emulsion droplets driven by Marangoni flow | en |
| dc.title.translated | Aktive Emulsionstropfen angetrieben durch Marangoni-Fluss | de |
| dc.type | Doctoral Thesis | en |
| dc.type.version | acceptedVersion | en |
| tub.accessrights.dnb | domain | en |
| tub.affiliation | Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften::Inst. Theoretische Physik | de |
| tub.affiliation.faculty | Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften | de |
| tub.affiliation.institute | Inst. Theoretische Physik | de |
| tub.publisher.universityorinstitution | Technische Universität Berlin | en |