تحلیل ارتعاشات حسگر جرمی گرافنی به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 استادیار، دانشکده فناوریهای نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
doi
چکیده
گرافن یکی از جوانترین اعضا خانواده نانو مواد کربنی است که با ساختاری دوبعدی، از خواص فوقالعادهای برخوردار است که میتواند به عنوان حسگر جرمی نیز استفاده شود. با توجه به کاربردهای ویژه حسگر جرمی گرافنی، در این مقاله رفتار ارتعاشی حسگرهای جرمی با روش شبیهسازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته و تغییرات فرکانس طبیعی حسگر در اثر افزایش ابعاد صفحه در دو راستای زیگزاگ و آرمچیر تحت بررسی قرارگرفته است. بدین منظور، در ابتدا یک صفحه گرافن مربعی در محیط دینامیک مولکولی ایجاد شده و جابجایی ذرات از روش دینامیک مولکولی بهدست آمده است. جابجاییها با استفاده از روش تجزیه فرکانسی تحلیل و فرکانس طبیعی اول حسگر محاسبه شده است. این مراحل، برای ابعاد دیگری از صفحات گرافنی که در راستای زیگزاگ و آرمچیر تغییر اندازه داشتهاند نیز انجام گرفته است. همچنین به منظور صحه گذاری، فرکانس طبیعی حاصل با نتایج یکی از نظریههای مکانیک محیط پیوسته مقایسه شده است. در ادامه با بررسی قابلیت سنجش جرمی صفحه گرافنی با وجود ذرات متمرکز طلا روی آن، حساسیت صفحه گرافنی به جرم ذرات متمرکز محاسبه و ارائه شده است.
