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MC-Signals for the Neutralization of Insect Populations in Confined Environments (MC-SNIPE)

Arbeitstyp nach Absprache, Masterarbeit, Bachelorarbeit

Molekulare Kommunikation ist ein aufstrebendes Forschungsfeld, das die Übertragung von Informationen mittels Molekülen anstelle elektromagnetischer Wellen betrachtet. Dies ermöglicht nicht nur die Kommunikation zwischen Knoten auf Nano- und Mikroskala, sondern hat auch potenzielle Anwendungen im Makroskalabereich, um entweder die Interaktion mit biologischen Entitäten zu erleichtern oder deren natürliche Kommunikation zu stören.

Eine besondere Makroskalaanwendung ist die Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft, bei der molekulare Signale genutzt werden können, um das Verhalten von Insekten nicht nur zu beobachten, sondern auch aktiv deren Paarungs- oder Nahrungsaufnahmeverhalten zu stören. Vereinfachte Experimente in geschlossenen Umgebungen erleichtern ein grundlegendes Verständnis der Verdunstung von Signalmolekülen und deren Aufnahme durch Insekten.

In diesem Projekt soll ein theoretisches Modell für solche Experimente in geschlossenen Umgebungen entwickelt und validiert werden.

Hauptziele

  • Entwicklung eines geeigneten Modells für die Verdunstung von Signalmolekülen in geschlossenen Umgebungen. Basierend auf dem betrachteten System sollen geeignete Vereinfachungen (z. B. gut durchmischt, Reduktion räumlicher Dimensionen) untersucht werden.
  • Entwicklung eines Simulationsmodells für den Aufnahmeprozess von Signalmolekülen durch Insekten. Ausgangspunkt für das Modell ist ein bestehendes kinetisches Modell zur Aufnahme und Verarbeitung von Signalmolekülen durch Insekten.
  • Entwicklung eines End-to-End-Modells für das MC-System, einschließlich Modellen für Verdunstung, Ausbreitung und Aufnahme von Signalmolekülen.
  • Umfassende Analyse der Modellparameter und deren Einfluss auf das Gesamtsystem.
  • Optional: Vergleich der entwickelten Modelle mit experimentellen Ergebnissen und Verfeinerung der Modelle.

Sollten Sie Interesse an der Erforschung dieses Themas haben, zögern Sie bitte nicht, Bastian Heinlein oder Dr. Maximilian Schäfer zu kontaktieren. Weitere Details zum Projekt finden Sie im Thesis Proposal.