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Transportphänomene in biologischen Membranen : Simulation von Massen-, Impuls- und Wärmetransport ; Nicht-Gleichgewicht-Simulationen an Zellmembran-Modellsystemen

Müller, Thomas J. (2010)
Transportphänomene in biologischen Membranen : Simulation von Massen-, Impuls- und Wärmetransport ; Nicht-Gleichgewicht-Simulationen an Zellmembran-Modellsystemen.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication

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Item Type: Ph.D. Thesis
Type of entry: Primary publication
Title: Transportphänomene in biologischen Membranen : Simulation von Massen-, Impuls- und Wärmetransport ; Nicht-Gleichgewicht-Simulationen an Zellmembran-Modellsystemen
Language: German
Referees: Müller-Plathe, Prof. Dr. Florian ; Biesalski, Prof. Dr. Markus
Date: 17 March 2010
Place of Publication: Darmstadt
Date of oral examination: 14 December 2009
Abstract:

In den letzten Jahrzehnten erlauben stets leistungsstärkere Computer eine immer detailliertere Simulation von biologischen Membranen. Nach vorbereitenden technischen Studien zur Anwendbarkeit der sogenannten "Reverse Non-equilibrium Molecular Dynamics" (RNEMD) Methode wird diese im Hauptteil dieser Arbeit angewendet um die Transportarten drei unterschiedlicher Transportgrößen auf atomarer Grössenskala zu studieren. Massentransport wird am vergleichenden Beispiel von Heptan und Senfgas untersucht. Die aus dem Impulstransport resultierende Scherung zwischen den Schichten der Membran erlaubt die Zuweisung von lokalen Scherviskositäten. Und die Untersuchung der lokalen Wärmeleitfähigkeit führt neben der Identifikation der hauptsächlichen Wärmetransportbarriere in einer Biomembran zu grundlegenden methodischen Erkenntnissen bezüglich der Anwendung von RNEMD auf heterogene Systeme.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Over the recent past decades, the increasing computational power of computers has allowed for more detailed simulations of biological membranes. Preliminary technical studies of this work deal with the applicability of the reverse non-equilibrium molecular dynamics (RNEMD) method. The results are used in the main chapters of this work to analyze transport phenomena of different properties at atomistic level. Mass transport is studied by comparing heptane and sulfur mustard. The shearing between the monolayers which is the result of an imposed momentum transport allowed for the definition of a local shear viscosity in the system. The study of the local thermal conductivity resulted in the identification of the major barrier for heat transport across the bio membrane and in methodological findings to the applicability of RNEMD to heterogeneous systems.

English
Uncontrolled Keywords: Computersimulation, Molekulardynamik, Nichtgleichgewicht, RNEMD, Membran, DPPC, Diffusion, Massentransport, Scherung, Wärmeleitfähigkeit
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Computersimulation, Molekulardynamik, Nichtgleichgewicht, RNEMD, Membran, DPPC, Diffusion, Massentransport, Scherung, WärmeleitfähigkeitGerman
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-20877
Classification DDC: 500 Science and mathematics > 540 Chemistry
Divisions: 07 Department of Chemistry > Eduard Zintl-Institut > Physical Chemistry
Date Deposited: 19 Mar 2010 12:56
Last Modified: 08 Jul 2020 23:42
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/2087
PPN: 221860037
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