15915

15915

مدلسازي و شبيه سازي مسير حركت در نانو منيپوليشن ذرات بيولوژيكي استوانه اي شكل

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

فروردين 1395

فروردين 1395

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

مكانيك

چكيده لمس فيزيكي نانوذرات توسط ميكروسكوپ نيروي اتمي جهت سنجش خواص سلول بيولوژيكي به عنوان روشي نوين و موفق در كنار روش¬هاي تصويربرداري، پرتوزايي، شيمايي و ميكروسيالاتي مطرح مي¬باشد كه امكان هدايت نانوذرات را از مسير بهينه به همراه كنترل دقيق فرآيند با حداقل تهاجم فراهم مي¬نمايد. اين پايان¬نامه شامل دو فاز كلي مي¬باشد. در فاز اول با استفاده از مدل¬هاي تماسي جديد به مدلسازي و شبيه¬سازي منييپوليشن نانوذرات بيولوژيكي در هندسه¬هاي كروي (دوبعدي) و استوانه¬اي (سه¬بعدي) پرداخته مي¬شود، كه پس از محاسبه نيرو-زمان بحراني و استخراج نمودار¬هاي مربوطه، صحت-سنجي نتايج انجام شده و در پايان نحوه تأثير پارامترها بر نتايج مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد. در فاز دوم كه موضوع اصلي اين تحقيق مي¬باشد به حل مسئله بهينه¬سازي "يافتن مسير بهينه در منيپوليشن سه¬بعدي نانوذرات بيولوژيكي استوانه¬اي" پرداخته مي¬شود. ابتدا ساختار محاسباتي حل مسئله بيان شده، سپس نحوه طراحي ميدان حركت كه همان محيط بيولوژيكي مي¬باشد، با قرار دادن تصادفي انواع موانع و اعمال ناهمواري سطح پيچيده طراحي مي¬گردد. با به خدمت گرفتن الگوريتم جستجوي موضعي توأم با جستجوي گروهي، كليه مسيرهاي ممكن شناسايي شده و فرآيند بهينه¬سازي جهت يافتن مسير بهينه انجام مي¬شود. مسير بهينه مسيري است كه كوتاه‌ترين طول مسير را در ميان كليه مسيرها به خود اختصاص داده، از هموارترين نقاط ميدان عبور نموده و برخوردي با هيچ يك از موانع نداشته و حدالمقدور بيشترين فاصله را با موانع دارد. در پايان صحت¬سنجي نتايج انجام شده و ميزان تأثير پارامتر ناهمواري سطح بررسي مي¬گردد. واژه¬هاي كليدي: منيپوليشن سه¬بعدي، نانوذرات بيولوژيكي، مدل¬هاي تماسي بيولوژيكي، مسير بهينه، ناهمواري سطح بيولوژيكي، ميدان حركت زيستي.