Zwei Promotionsstellen in Biophysik und Rheologie bakterieller Biofilme 100%

Veröffentlicht:21 Oktober 2025
Pensum:100%
Arbeitsort:Zurich

Job-Zusammenfassung

ETH Zürich sucht zwei PhD-Kandidaten in Biophysik. Spannende Forschungsumgebung und gute Förderung!

Aufgaben

Untersuchen der rheologischen Eigenschaften von bakteriellen Biofilmen.
Analysieren der Rolle von eDNA in Biofilmen und deren Interaktionen.
Entwickeln von Bildgebungsverfahren zur Untersuchung von Biofilmen.

Fähigkeiten

Master in Physik, Biophysik oder verwandten Bereichen erforderlich.
Erfahrung in Experimenten mit Mikrobiologie und Rheologie.
Fähigkeiten in Datenanalyse und quantitativer Modellierung.

Ist das hilfreich?

Über den Job

Zwei Promotionsstellen in Biophysik und Rheologie bakterieller Biofilme

100 %, Zürich, befristet

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Die bioMatter Microfluidics Gruppe von Dr. Eleonora Secchi an der ETH Zürich sucht zwei Doktorand:innen. Unsere Forschung konzentriert sich darauf, die physikochemischen Mechanismen zu entschlüsseln, die die mikrobielle Oberflächenbesiedlung sowie den Aufbau, die Struktur und Rheologie von Biofilmen steuern. Wir verwenden ein breites Spektrum an Technologien aus den Bereichen Materialwissenschaft, Mikrobiologie und Mikrofluidik sowie fortschrittliche Bildgebungstechniken, um unsere Fragestellungen zu bearbeiten. Wir sind ein hochgradig interdisziplinäres, internationales und kollaboratives Team von etwa 10 Mitgliedern, das am Lehrstuhl von Prof. Roman Stocker im Institut für Umweltingenieurwissenschaften angesiedelt ist.

Projekt-Hintergrund

Die beiden Promotionsstellen sind Teil eines kürzlich vom SNF geförderten Projekts, das darauf abzielt, die nichtlineare Rheologie von Biofilmen systematisch zu untersuchen, mit Schwerpunkt auf der Rolle von extrazellulärer DNA (eDNA). Biofilme sind eine allgegenwärtige Form mikrobiellen Lebens mit wichtigen Auswirkungen in Medizin, Industrie und Umwelt. Sie sind verantwortlich für persistente Infektionen, Antibiotikaresistenzen und Biofouling, was jährlich wirtschaftliche Kosten in Milliardenhöhe und Tausende von Todesfällen verursacht. Biofilme sind mikrobielle Gemeinschaften, die in eine polymere Matrix eingebettet sind, welche mechanische Stabilität und Schutz vor mechanischen Belastungen durch ihre viskoelastischen Eigenschaften bietet. Während die lineare viskoelastische Reaktion bei kleinen Deformationen gut charakterisiert ist und als Virulenzfaktor anerkannt wird, ist die Reaktion auf große Deformationen noch wenig verstanden. Insbesondere fehlt eine systematische Untersuchung des nichtlinearen Bereichs, in dem extern angelegte Lasten eine Spannungsversteifung und Versteifung der Biofilmmatrix induzieren können.

Neuere Erkenntnisse aus unserer Gruppe deuten darauf hin, dass eDNA eine zentrale Rolle bei der Spannungsversteifung von Biofilmen spielen könnte. Wir vermuten, dass dieses Verhalten aus der entropischen Elastizität des eDNA-Netzwerks resultiert, einem Mechanismus, der in der Polymerphysik gut beschrieben, aber in lebenden Biofilmen weitgehend unerforscht ist. Dies könnte sowohl eine kurz- als auch langfristige Anpassung an Fluktuationen im Fluss ermöglichen. Während erste Experimente mit dieser Hypothese übereinstimmen, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu validieren und zu bestimmen, ob die Spannungsversteifung spezifisch für Streamer ist oder ein breiteres Merkmal der mechanischen Anpassung von Biofilmen über verschiedene Morphologien hinweg darstellt. Dieses Projekt wird diese Hypothesen durch eine Kombination aus strukturellen, biochemischen und rheologischen Analysen der Biofilme sowie mathematischer Modellierung testen, mit dem Potenzial, grundlegende Prinzipien der Biofilm-Resilienz zu enthüllen.

Stellenbeschreibung

Experimentelle Untersuchung der nichtlinearen Rheologie und Spannungsversteifung in bakteriellen Biofilmen mit unterschiedlichen Morphologien unter Verwendung maßgeschneiderter mikrofluidischer und Rheometrietechnologien.
Quantifizierung der Rolle von eDNA und deren Wechselwirkungen mit Biofilmmatrix-Komponenten mittels Mutantenbibliotheken, enzymatischen/Antikörper-Assays und kontrollierten physikochemischen Bedingungen; Bewertung der Einlagerung exogener DNA in Biofilme und deren Einfluss auf Morphologie und Mechanik.
Entwicklung und Anwendung fortschrittlicher Fluoreszenz-/Konfokaler Bildgebungsverfahren zur Auflösung der Biofilm-Netzwerkstruktur und eDNA-Konformation in situ.
Mitwirkung an der Entwicklung eines numerischen Vorhersagemodells der Biofilm-Mechanik.
Zusammenarbeit in einem interdisziplinären Team und mit externen Partnern; Kommunikation der Ergebnisse durch Publikationen und Präsentationen.

Die Aufgaben umfassen Laborarbeit, Projektmanagement, numerische Modellierung und Lehrtätigkeiten.

Positionsdetails:

Startdatum: 1. Februar 2026 oder nach Vereinbarung

Vollfinanzierte Promotionsstelle (ca. 4 Jahre). Die endgültige Zulassung zum Promotionsprogramm erfolgt nach einem erfolgreichen Eignungskolloquium am Ende des ersten Jahres; Verträge werden jährlich verlängert.

Profil

Die ideale Kandidatin/der ideale Kandidat verfügt über einen Masterabschluss in:

Physik, Biophysik, Materialwissenschaft, Mikrobiologie oder einem verwandten Fach mit starkem Interesse an interdisziplinärer Forschung an der Schnittstelle zwischen Weichmaterie-Physik und Mikrobiologie
Erfahrung in experimenteller Arbeit wie Mikrofluidik, Rheologie, Mikroskopie oder Kultivierung von Mikroben sowie Vertrautheit mit Datenanalyse und quantitativer Modellierung wird sehr geschätzt
Die Kandidatin/der Kandidat sollte motiviert sein, sowohl eigenständig als auch kollaborativ in einem internationalen Forschungsumfeld zu arbeiten und aktiv zu Lehrtätigkeiten beizutragen

Arbeitsort

Wir bieten

Ausbildungsmöglichkeiten
Perspektiven für die berufliche Entwicklung
Unterstützungsprogramme (z. B. Mentoring) und Netzwerke
Ihre (Team-)Kultur und Teamzusammensetzung
Arbeitsumfeld und Beschäftigungsbedingungen
Ihr Engagement für Vielfalt (z. B. flexible Arbeitszeiten, Möglichkeit zur Teilzeitarbeit, Homeoffice)

chevron_right Arbeiten, Lehren und Forschen an der ETH Zürich

Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit

Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller Mitarbeitenden und Studierenden respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website zu Chancengleichheit und Vielfalt , um zu erfahren, wie wir ein faires und offenes Umfeld schaffen, das jedem Wachstum und Entfaltung ermöglicht. Nachhaltigkeit ist ein Kernwert für uns – wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Neugierig? Wir auch.

Wir freuen uns auf Ihre Online-Bewerbung bis zum 30. November 2025, einschließlich der folgenden Unterlagen:

Lebenslauf
Anschreiben (einschließlich Motivation, Forschungsinteressen und möglichem Eintrittstermin)
Vollständiges Transcript der Studienleistungen (Bachelor und Master)
Kopie der Master- oder Bachelorarbeit (PDF)
Mindestens zwei Empfehlungsschreiben

Bewerbungen werden fortlaufend geprüft. Bitte beachten Sie, dass wir nur Bewerbungen über unser Online-Bewerbungsportal akzeptieren. Per E-Mail oder Post eingereichte Bewerbungen werden nicht berücksichtigt.

Für Fragen zur Stelle (nicht für die Bewerbung) wenden Sie sich bitte an Dr. Eleonora Secchi (esecchi@ethz.ch).

Über die ETH Zürich

Die ETH Zürich ist eine der weltweit führenden Universitäten mit Schwerpunkt auf Wissenschaft und Technik. Wir sind bekannt für exzellente Ausbildung, wegweisende Grundlagenforschung und den direkten Transfer neuen Wissens in die Gesellschaft. Über 30.000 Menschen aus mehr als 120 Ländern finden an unserer Universität einen Ort, der unabhängiges Denken fördert und ein Umfeld bietet, das Exzellenz inspiriert. Im Herzen Europas gelegen, aber mit Verbindungen in die ganze Welt, arbeiten wir gemeinsam an Lösungen für die globalen Herausforderungen von heute und morgen.