With the recent advances in nanotribology and single molecule experiments, it has been revealed that at nanoscopic scales, conventional laws do not apply due to adhesion and thermal fluctuations. This work focuses on the friction dynamics of nano-soft matter. In the first part of this work, the friction of single peptides on hydrophobic and hydrophilic surfaces and in peptide bundles were put under investigation by using extended Molecular Dynamics simulations and stochastic Fokker-Planck equation. We show that the friction force is product of the velocity, hydrogen bond number and a hydrogen bond friction coefficient, which itself depends on the collective nature of bond ruptures. Secondly, in a related project, the transient compressible Navier-Stokes equation was solved analytically to obtain frequency-dependent friction response functions for spherical, cylindrical and planar geometries in unbounded fluid, with finite slip length.     «

With the recent advances in nanotribology and single molecule experiments, it has been revealed that at nanoscopic scales, conventional laws do not apply due to adhesion and thermal fluctuations. This work focuses on the friction dynamics of nano-soft matter. In the first part of this work, the friction of single peptides on hydrophobic and hydrophilic surfaces and in peptide bundles were put under investigation by using extended Molecular Dynamics simulations and stochastic Fokker-Planck equati...     »

Neue Entwicklungen in der Nanotribologie und Einzelmolekülexperimente zeigen, dass herkömmliche Gesetze auf der Nano-Skala aufgrund von Haftung und thermischen Fluktuationen nicht mehr gelten. Der Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Reibungsdynamik nanoskopischer, weicher Materie. Im 1. Teil der Arbeit wird die Reibung einzelner Peptide auf hydrophoben und hydrophilen Oberflächen und in Peptid-Bündeln untersucht. Hierfür werden Molekulardynamik-Simulationen und eine stochastische Analyse basierend auf der Fokker-Planck-Gleichung verwendet. Es wird gezeigt, dass die Reibungskraft proportional zur Geschwindigkeit, Wasserstoffbrückenanzahl und dem Wasserstoffbrücken-Reibungskoeffizienten ist, der vom kollektiven Charakter der Bindungsbrüche abhängt. Im 2. Teil der Arbeit wird die kompressible Navier-Stokes-Gleichung analytisch gelöst und die frequenzabhängige Reibungs-Antwortfunktion von Kugeln, Zylindern und Ebenen mit Slip-Länge berechnet.     «

Neue Entwicklungen in der Nanotribologie und Einzelmolekülexperimente zeigen, dass herkömmliche Gesetze auf der Nano-Skala aufgrund von Haftung und thermischen Fluktuationen nicht mehr gelten. Der Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Reibungsdynamik nanoskopischer, weicher Materie. Im 1. Teil der Arbeit wird die Reibung einzelner Peptide auf hydrophoben und hydrophilen Oberflächen und in Peptid-Bündeln untersucht. Hierfür werden Molekulardynamik-Simulationen und eine stochastische Analyse basierend...     »