Von Biofluiden zur Bionik
From Biofluids to Bionic

Diese theoretische Physik Vorlesung bietet eine Einführung in die Physik von:
• Strömungsnetzwerke in verschiedenen Lebensformen
• Strömungsnetze in der Anwendung
• Strömungsphysik der Strömung in einem Röhre
• Physik der Strömung in Netzwerken
• Transport-Dynamik
• Versorgungs- und Überlastungsdynamik
• Optimale Strömungsnetze
• Adaptive Strömungsnetze
• Selbstorganisation von Flüssen in Netzwerken
• Aufbau optimaler Flussnetzwerke

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage:

1. Beschreibung der Physik von Strömungen in Netzwerken und Erklärung wie sie sich auf das Leben und technische Anwendungen von unserem Gefäßsystem bis hin zu Solarzellen auswirken.
2. Kenntnisse über Strategien wofür Strömungsnetzwerke optimiert werden können und wie sie diese Optimierung erreichen können.
3. Erläutern und vergleichen von verschiedene Mechanismen, wie der Transport in Strömungsnetzwerken gesteuert werden kann.
4. Erläutern von verschiedene Anwendungen, die von Biofluid-Problemen inspiriert sind.
5. Diskussion von Voraussetzungen, Ursachen und Mechanismen, wie sich Netzwerke selbst optimieren können.
6. Anwendung grundlegender Methoden der Literaturrecherche, Wissen aus wissenschaftlichen Arbeiten zu einer Präsentation verdichten und Präsentationsfähigkeiten.

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Dieses Modul besteht aus einer Vorlesung und einem Seminar.

In der thematisch gegliederten Vorlesung werden die theoretischen Inhalte erarbeitet und diskutiert. Dabei werden auch relevante experimentelle Ergebnisse aus Biologie, Biophysik und Technik vorgestellt. Darauf aufbauend werden die theoretischen Modelle zu deren Beschreibung an der Tafel oder anhand einer Slideshow gemeinsam mit den Studierenden erarbeitet. Es wird Wert auf eine dialogische Struktur der Vorlesung gelegt, um das analytisch-physikalische Denkvermögen der Studierenden zu fördern und ein kritisches Hinterfragen der gewählten Ansätze anzuregen.

Im Rahmen des Seminars haben die Studierenden die Möglichkeit, unter Anleitung eines Tutors zu lernen, wissenschaftliche Literatur zu recherchieren, die relevanten Informationen aus Forschungsartikeln kritisch zu lesen und zu extrahieren und diese Informationen zu einer für ein breites Publikum verständlichen Präsentation zu verdichten. Anschließend stellen sie ihre Ergebnisse vor und erhalten ein Feedback zu ihren Präsentationsfähigkeiten.

Es findet eine mündliche Prüfung von 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

• Erklären Sie, wie sich ein Adersystem potenziell selbst organisieren könnte, um möglichst effizient zu sein.
• Diskutieren Sie, wie die Wärmeübertragung in einem Solarmodul ermöglicht wird und welche physikalischen Parameter dabei eine Rolle spielen.