Experiment av biofilmer i laminära flöden
Tid: Må 2024-04-08 kl 10.15
Plats: 4383 - Seminarierum Hållfasthetslära, Teknikringen 8D
Språk: Engelska
Ämnesområde: Teknisk mekanik
Licentiand: Cornelius Wittig , Strömningsfysik
Granskare: Doctor Eleonora Secchi, ETH Zurich
Huvudhandledare: Shervin Bagheri, Strömningsmekanik och Teknisk Akustik; Thomas Crouzier, Glykovetenskap; Wouter van der Wijngaart, Mikro- och nanosystemteknik
QC 240314
Abstract
Samspelet mellan fluiddynamik och biofilmtillväxt spelar en nyckelroll i både medicinska och industriella tillämpningar. Biofilmer, eller bakterier som är inbäddade i en skyddande matris av extracellulära polymera substanser, sätter sig på ytor som på implanterade enheter eller fartygsskrov. Dessa biofilmer kan sedan orsaka infektionssjukdomar eller avsevärt öka vattenmotståndet. I den här avhandlingen undersöker vi hur flöde, speciellt skjuvspänning, påverkar utvecklingen av biofilm.
I den första artikeln presenteras en ny uppställning för att undersöka biofilmstillväxt i flödesceller med laminärt flöde under längre perioder på upp till flera veckor. Optisk koherenstomografi används för att få tredimensionella skanningar av biofilmstrukturen vid regelbundna intervall. Från dessa tidsserier härleder vi en enkel modell som relaterar tillväxten av en enskild mikrokoloni till tillväxten av hela biofilmen beroende på väggskjuvspänning. Dessutom visar vi att biofilm filament som sträcker sig in i bulkflödet, kan bildas på skarpa biofilmstrukturer i laminärt flöde, även om substratum är en plan yta.
Det andra bidraget är en rapport som beskriver preliminära studier av biofilmsexperiment. Vi undersöker bildandet av biofilm i skjuvskiktet bakom ett bakåtvänt steg. Resultaten indikerar en maximal skjuvspänning, bortom vilken biofilmstillväxt hämmas.