Die Monte Carlo Methode Fur Komplexe Fluide: Adsorptionsphanomene Und Cluster Algorithmen

Die Monte Carlo Methode fur 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 konnen Relaxationszeiten erheblich reduzieren und haben so wesentlich zum Verstandnis von kritischen Phanomenen beigetragen. Wahrend die meisten dieser Algorithmen fur Gittersysteme entwickelt wurden, wird hier ein Cluster Algorithmus speziell fur kontinuierliche Systeme vorgestellt. Der Avalanche Algorithmus fur Systeme harter Teilchen identifiziert Cluster in Form von Teilchenlawinen durch Iteration des elementaren Translationsschrittes. Das Verstandnis des komplexen Prozesses der kollektiven An- und Zusammenlagerung von Proteinmolekulen an der fest/flussig-Phasengrenze ist Voraussetzung zur effektiven Kontrolle der Eigenschaften eines Biofilms. Die Wahl eines kolloidalen Zugangs und einer lokalen Monte Carlo Methode ermoglicht es, in einer dreidimensionalen Simulation den Einfluss von adsorptionsinduzierten Konformationsanderungen auf die Kinetik der Adsorption zu untersuchen.