Quantifizierung der elastischen Eigenschaften von Umweltbiofilmen mittels optischer Kohärenzelastographie

Unsere Forschung besteht darin, die mechanischen Eigenschaften von Umweltbiofilmen mit Hilfe der optischen Kohärenz- und Elastographietechnik zu charakterisieren. Unser Ziel ist es, zu verstehen und vorherzusagen, wie die Zusammensetzung und Struktur des Biofilms mit den mechanischen Eigenschaften korreliert. Letztendlich wird dieses Wissen genutzt, um je nach Anwendung verschiedene Biofilme zu verbessern oder zu eliminieren.

Okay, für den spezifischen Schwerpunkt der Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Biofilmen haben wir die Rheometrie, wir haben die Rasterkraftmikroskopie. Wir haben auch einige neue Entwicklungstechniken, zum Beispiel wie optische Pinzetten, magnetische Pinzetten, digitale Bildkorrelation und eine Vielzahl anderer. Die meisten der bisher verwendeten Techniken konzentrieren sich entweder auf die Messung der mechanischen Eigenschaften und übersehen die Messungen auf der Mesoskala oder auf stark lokalisierte Messungen, die auf der Mesoskala nicht relevant sind.

Und die Mesoskala ist entscheidend, weil dies die Ebene ist, die für die physikalischen Eigenschaften von Biofilmen relevant ist. Erstens haben wir die optische Clearance-Elastographie-Technik angepasst, um die mechanischen Eigenschaften von Umweltbiofilmen zu charakterisieren. In diesem Zusammenhang haben wir die Methoden entwickelt, wir haben auch inverse Modellierungswerkzeuge entwickelt, um mit geschichteten viskoelastischen Eigenschaften umgehen zu können und auch um die komplexe Mikrostruktur von Biofilmen zu analysieren.

Unsere Gruppe ist daran interessiert, die mechanischen Eigenschaften von Biofilmen aus Kläranlagen zu quantifizieren, daher sind wir daran interessiert zu erfahren, welche Faktoren die Stabilität und Leistung von Biofilmen beeinflussen. Beeinflusst beispielsweise die Steifigkeit eines Biofilms die Ablösungsrate?