عنوان
مدل‌سازي و شبيه‌سازي مودهاي حركتي در منيپوليشن سه‌بعدي ميكرو/ نانو ذرات زيستي ويسكوالاستيك به‌وسيله ميكروسكوپ نيروي اتمي
نويسنده اصلي
مهساواعظ
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
با توجه به پيشرفت¬ هاي اخير علم¬ نانو و همچنين نياز روزافزون به¬كارگيري اين شاخه از علم در محيط بيولوژيك، منيپوليشن سلول‌هاي بيولوژيك موردتوجه قرارگرفته است. ميكروسكوپ نيروي اتمي ابزاري براي بررسي توپوگرافي سه‌بعدي و خواص فيزيكي سطح نانو ذرات است. در استفاده از ميكروسكوپ نيروي اتمي شناخت تغييرشكل حائز اهميت است. مقادير اين تغييرشكل با پارامترهاي عمق نفوذ و شعاع تماس از تئوري‌هاي مكانيك تماس استخراج مي‌شود. تاكنون تماس ويسكوالاستيك سوزن اي‌اف‌ام و نانوذره با در نظر گرفتن هندسه استوانه و استوانه پخ¬خورده ذره زيستي مدل نشده است. از سويي ديگر انتخاب تابع خزش مناسب بيانگر بهترين توصيف از رفتار ويسكوالاستيك سلول بيولوژيك است. اين تابع بيانگر رفتار سلول مي¬باشد و تاكنون مدل هاي غير خطي در اين زمينه ارائه نشده است.
اين عمل در محاسبه نيرو و زمان بحراني منيپوليشن در مودهاي حركتي متفاوت تأثيرگذار خواهد بود. در اين پژوهش در راستاي ارتقا مدل‌سازي‌هاي قبلي، به ارائه مدل‌هاي سلولي غيرخطي، مدل تماسي ويسكوالاستيك مناسب براي هندسه استوانه و استوانه پخ¬خورده، مدل‌سازي و شبيه‌سازي منيپوليشن سه‌بعدي نانو ذرات با اين هندسه و در پايان به بررسي مودهاي حركتي آن‌ها مي¬پردازيم.
با توجه به خواص سلول زيستي به ارائه و حل مدل‌هاي سلولي مكانيكي غيرخطي كلوين غيرخطي مرتبه 2، كلوين غيرخطي مرتبه 3، ماكسول غيرخطي مرتبه 2 و ماكسول غيرخطي مرتبه 3 پرداخته و توابع خزش براي هر يك به‌دست¬مي¬آوريم و با مدل سلولي قانون تواني و داده‌هاي تجربي مقايسه كه منجر به اعمال ضرايب تصحيح در مدل‌ها مي¬شود. پس‌ازآن مدل تماسي ويسكوالاستيك جي¬كي¬آر براي نانو ذرات با هندسه استوانه و استوانه پخ¬خورده بيان‌مي¬شود. سپس به اعمال مدل‌هاي سلولي در مدل تماسي پرداخته و روابط و نمودارهاي نيرو-دندانه¬گذاري و شعاع تماس به‌دست‌مي¬آيد.
مدل غيرخطي مرتبه دو كلوين توسعه‌يافته به‌عنوان مناسب‌ترين مدل سلولي منطبق بر داده‌هاي تجربي برداشت و در ادامه شبيه‌سازي و مدل‌سازي فاز اول منيپوليشن با استفاده از آن صورت مي¬گيرد. پس‌از انتخاب مناسب‌ترين مدل سلولي (مدل كلوين مرتبه 2 توسعه‌يافته) و جامع‌ترين مدل تماسي ويسكوالاستيك (مدل ويسكوالاستيك جي¬كي¬آر)، فاز اول منيپوليشن سه‌بعدي مدل‌سازي و شبيه‌سازي مي¬شود. سپس سه مود حركتي شبيه‌سازي‌شده و مقادير زمان و نيروي بحراني به‌دست‌مي¬آيد. مدهاي مذكور عبارت‌اند از حالت لغزش نوك پروب روي ذره، حالت غلتش ذره روي سطح‌مبنا و حالت لغزش ذره روي سطح‌مبنا.
شماره ركورد
193379
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
طراحي كاربردي
استاد راهنما
دكتر محرم حبيب نژاد كورايم