Die Monte-Carlo-Methode für komplexe Fluide

Die Monte Carlo Methode für klassische Vielteilchensysteme stellt den methodischen Rahmen dieser Arbeit dar. Ein neuartiger Cluster Algorithmus wird anhand eines grundlegenden Modellsystems der Statistischen Physik entwickelt sowie das etablierte Metropolis Schema zur Untersuchung der Biofilmadsorption eingesetzt. Cluster Monte Carlo Algorithmen können Relaxationszeiten erheblich reduzieren und haben so wesentlich zum Verständnis von kritischen Phänomenen beigetragen. Während die meisten dieser Algorithmen für Gittersysteme entwickelt wurden, wird hier ein Cluster Algorithmus speziell für kontinuierliche Systeme vorgestellt. Der Avalanche Algorithmus für Systeme harter Teilchen identifiziert Cluster in Form von Teilchenlawinen durch Iteration des elementaren Translationsschrittes. Das Verständnis des komplexen Prozesses der kollektiven An- und Zusammenlagerung von Proteinmolekülen an der fest/flüssig-Phasengrenze ist Voraussetzung zur effektiven Kontrolle der Eigenschaften eines Biofilms. Die Wahl eines kolloidalen Zugangs und einer lokalen Monte Carlo Methode ermöglicht es, in einer dreidimensionalen Simulation den Einfluss von adsorptionsinduzierten Konformationsänderungen auf die Kinetik der Adsorption zu untersuchen.