15461

15461

مدل‌سازي ديناميك مولكولي در محيط مايع براي فرآيند منيپوليشن بوسيله AFM

كارشناسي‌ارشد

ديناميك، كنترل و ارتعاشات

آبان 1394

آبان 1394

دكتر محرم حبيب‌نژاد كورايم

مكانيك

چكيده عامل محيطي به عنوان يكي از پارامترهاي اساسي در بررسي هر سيستم بشمار مي¬رود. فرآيند نانومنيپوليشن يكي از كاربردهاي ميكروسكوپ نيروي اتمي است كه در بسياري از موارد در محيط مايع انجام مي¬شود. در اين مقاله به بررسي فرآيند منيپوليشن در محيط مايع با رويكرد شبيه¬سازي ديناميك مولكولي پرداخته شده است. در اين مطالعه از آب به عنوان محيط مايعي كه منيپوليشن در آن انجام مي¬شود استفاده شده است. مدل SPC/E، مدل انتخاب شده جهت شبيه¬سازي مولكول¬هاي آب است. به منظور بررسي شرايط مختلف، مجموعه¬اياز شبيه¬سازي¬ها انجام شده¬است؛ شرايط مختلف در اين شبيه-سازي¬ها شامل جنس سطح مبنا، مقدار آب موجود در شبيه¬سازي، بارالكتريكي و تأثير چسبندگي است. با انجام منيپوليشن در محيط مايع نشان داده شد كه چسبندگي نانوذره با سطح مبنا و همچنين برهمكنش آن¬ها كاهش مي¬يابد، اين امر سبب كاهش تخريب در نانوذره مي¬گردد. موضوع تخريب در نانومنيپوليشن و كار با بيوذرات از اهميت خاصي برخوردار است و كاهش تخريب در نانومنيپوليشن به عنوان يكي از فاكتورهاي موفقيت در منيپوليشن بكار مي¬رود. انجام فرآيند منيپوليشن در آب، علاوه بر افزايش احتمال موفقيت در منيپوليشن بر روي سطوحِ با مقدار چسبندگي بالا، سبب كاهش مقدار نيروي منيپوليشن نيز مي¬گردد. نتايج تغييرات مقدار آب در سيستم نيز نشان داد كه ميزان حجم مايع موجود تأثير مستقيمي در افزايش نيروهاي واردي بر سوزن دارند كه به دليل برهمكنش سوزن با تعداد بيشتري از مولكول¬هاي آب است. نتايج معيار تخريبِ ميانگين مجذور مربعات (RMS) نيز تفاوت حضور آب را در تخريب‌ها به‌خوبي نشان مي¬دهد. با انجام فرآيند منيپوليشن به روش پولينگ در آب، مشخص گرديد كه چسبندگي و جاذبه¬ي بين سوزن و ذره به قدري كاهش مي¬يابد كه ديگر عمل منيپوليشن به اين روش ممكن نخواهد بود. انجام منيپوليشن با استفاده از سوزن باردار سبب افزايش نيروهاي وارد بر سوزن مي¬گردد، كه اين موضوع به دليل دوقطبي بودن مولكول¬هاي آب است. واژه‌هاي كليدي: نانومنيپوليشن، ميكروسكوپ نيروي اتمي، ديناميك مولكولي، محيط مايع، آب