15978

15978

‌‌‌مدل‌سازي ‌‌‌منيپوليشن ‌‌‌انواع ‌‌‌اشكال ‌‌‌هندسي ‌‌‌ذره ‌‌‌بوسيله ‌‌‌AFM ‌‌‌به ‌‌‌روش ‌‌‌ديناميك ‌‌‌مولكولي

كارشناسي ارشد

‌‌‌ديناميك، ‌‌‌كنترل ‌‌‌و ‌‌‌ارتعاشات

فروردين ‌‌‌ ‌‌‌ ‌‌‌ ‌‌‌1395 ‌‌‌

فروردين ‌‌‌ ‌‌‌ ‌‌‌ ‌‌‌1395 ‌‌‌

دكتر ‌‌‌محرم ‌‌‌حبيب‌نژاد ‌‌‌كورايم

مكانيك

چكيده ‌‌‌ ساختارهاي كربني و سليكوني كاربرد¬هاي وسيعي در حوزه¬هاي مختلف پيدا كرده¬اند. در پزشكي ‌‌‌براي ‌‌‌مدل¬سازي ‌‌‌سلول¬ها ‌‌‌و ‌‌‌ذرات ‌‌‌مختلف ‌‌‌و در ‌‌‌الكترونيك ‌‌‌براي ‌‌‌افزايش ‌‌‌بهره¬وري ‌‌‌سيستم-هاي ‌‌‌الكترونيكي از نانوسيم¬ها استفاده مي¬شود. نانولوله¬ها به عنوان كانال ‌‌‌در ‌‌‌حوزه¬ي ‌‌‌ميكروسيالات و فلورن-هاي كربني به عنوان ‌‌‌حامل¬‌‌‌هاي ‌‌‌داروئي كاربرد دارند. همچنين تركيبات كربني، در پرتودرماني ‌‌‌بسيار ‌‌‌مؤثر ‌‌‌واقع شده¬اند. ‌‌‌براي جابجايي اين نانوذرات نياز به ابزارهايي با دقت بالا در اين مقياس احساس مي¬شود؛ ميكروسكوپ نيروي اتمي ابزاري است كه يكي از كاربرد¬هاي آن ‌‌‌منيپوليشن ‌‌‌نانوذرات به¬منظور ‌‌‌دستكاري ‌‌‌ژن¬ها، ساخت نانوساختارها، ‌‌‌تغيير ‌‌‌در ‌‌‌ساختارهاي ‌‌‌فلزي ‌‌‌و ‌‌‌ذخيره ‌‌‌داده¬ها مي¬باشد. از آن¬جايي كه در منيپوليشن نانوذرات، هندسه نقش مهمي را در رفتار ديناميكي بازي مي¬كند؛ بررسي اين فرآيند ‌‌‌براي نانوذرات با ‌‌‌اشكال ‌‌‌هندسي ‌‌‌مختلف ‌‌‌حائز ‌‌‌اهميت ‌‌‌است ‌‌‌و ‌‌‌نياز ‌‌‌به ‌‌‌مدل¬ها ‌‌‌و ‌‌‌روش¬هاي ‌‌‌دقيق-تري ‌‌‌در ‌‌‌اين ‌‌‌حوزه ‌‌‌احساس ‌‌‌مي¬شود تا تأثير هندسه بر رفتار مواد را بررسي كند و ‌‌‌درك ‌‌‌صحيحي ‌‌‌از ‌‌‌فرآيند منيپوليشن ‌‌‌و ‌‌‌ديناميك آن ‌‌‌ارائه دهد. ‌‌‌ديناميك ‌‌‌مولكولي ‌‌‌يكي ‌‌‌از ‌‌‌اين‌ ‌‌‌روش‌هاست ‌‌‌كه ‌‌‌در ‌‌‌مدل‌سازي ‌‌‌و ‌‌‌شبيه-سازي ‌‌‌فرآيندهاي ‌‌‌فيزيكي ‌‌‌در ‌‌‌مقياس¬هاي ‌‌‌كوچك ‌‌‌كاربرد ‌‌‌فراوان ‌‌‌دارد ‌‌‌و ‌‌‌مي-توان ‌‌‌بسياري ‌‌‌از ‌‌‌خواص ‌‌‌فيزيكي ‌‌‌سيستم¬هاي در ابعاد نانو ‌‌‌را ‌‌‌به‌وسيله‌ي ‌‌‌آن ‌‌‌استخراج ‌‌‌كرد. ‌‌‌ ‌‌‌ ‌‌‌در ‌‌‌اين ‌‌‌پايان¬نامه ‌‌‌به ‌‌‌مدل‌سازي ‌‌‌و ‌‌‌شبيه¬سازي ‌‌‌فرآيند ‌‌‌منيپوليشن ‌‌‌نانوذرات ذكرشده ‌‌‌پرداخته ‌‌‌مي-شود. ‌‌‌تأثير ‌‌‌پارامترهاي ‌‌‌مختلف ‌‌‌در ‌‌‌شبيه¬سازي ‌‌‌از ‌‌‌قبيل ‌‌‌جنس ‌‌‌سطح ‌‌‌مبنا، ‌‌‌نوع ‌‌‌نانولوله و ‌‌‌قطر آن، ‌‌‌شكل ‌‌‌سوزن ‌‌‌و ‌‌‌همچنين ‌‌‌تاثير ‌‌‌ناهمواري ‌‌‌بر ‌‌‌روي ‌‌‌سطح ‌‌‌مبنا ‌‌‌بررسي ‌‌‌شده ‌‌‌است. ‌‌‌با ‌‌‌بررسي ‌‌‌فرآيند ‌‌‌منيپوليشن ‌‌‌نانولوله ‌‌‌با ‌‌‌نوع¬هاي ‌‌‌مختلف ‌‌‌مشخص ‌‌‌شد ‌‌‌كه ‌‌‌تغيير در نوع آن (با ثابت بودن بقيه¬ي پارامترها) ‌‌‌سبب ‌‌‌تغيير ‌‌‌در ‌‌‌روند ‌‌‌نيروي ‌‌‌وارد ‌‌‌بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌مي¬گردد ‌‌‌و ‌‌‌بر نيروي منيپوليشن ‌‌‌تاثيرگذار ‌‌‌است. منيپوليشن بر روي سطح مبناي فلزي نسبت ‌‌‌به ‌‌‌سطوح ‌‌‌سيليكوني ‌‌‌و ‌‌‌گرافني به دليل جاذبه¬ي اتمي قوي¬تر نيروي بيشتري را گزارش مي¬كند. ‌‌‌افزايش ‌‌‌قطر ‌‌‌نانولوله ‌‌‌سبب ‌‌‌تغيير ‌‌‌در ‌‌‌روند ‌‌‌نيروي ‌‌‌وارد شده بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌و افزايش مقدار ‌‌‌آن ‌‌‌مي¬گردد. در ادامه¬ي ‌‌‌نتايج، ‌‌‌تغييرات ‌‌‌ناهمواري ‌‌‌در منيپوليشن نانوسيم ‌‌‌نشان ‌‌‌داد ‌‌‌كه شدت ‌‌‌ناهمواري رابطه¬ي ‌‌‌مستقيمي با ‌‌‌نيروي ‌‌‌وارده ‌‌‌بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌دارد. در اين مطالعه ‌‌‌تأثير ‌‌‌شكل ‌‌‌آلوتروپ-هاي ‌‌‌كربني ‌‌‌مختلف ‌‌‌با ‌‌‌تعداد ‌‌‌اتم¬هاي ‌‌‌يكسان ‌‌‌بررسي ‌‌‌گرديد و نتايج نشان داد ‌‌‌كه ‌‌‌هرچه ‌‌‌آلوتروپ-ها ‌‌‌ ‌‌‌ازحالت ‌‌‌كروي ‌‌‌شكل ‌‌‌دور شوند، ‌‌‌روند ‌‌‌منيپوليشن‌‌‌ تسهيل مي¬گردد ‌‌‌و ‌‌‌نيروي ‌‌‌وارد ‌‌‌بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌كاهش خواهد يافت. واژه‌هاي ‌‌‌كليدي: ‌‌‌نانومنيپوليشن، ‌‌‌ميكروسكوپ ‌‌‌نيروي ‌‌‌اتمي، ‌‌‌ديناميك ‌‌‌مولكولي، ‌‌‌نانولوله، ‌‌‌فلورن، ‌‌‌نانوسيم ‌‌‌