ارائه مدل پیوسته برای تحلیل رفتار نوسانی مولکول باکیبال داخل نانوتورس کربنی
نویسندگان
1 نویسنده مسئول: دانشیار، گروه علوم مهندسی، دانشکده فناوریهای نوین، محقق اردبیلی، نمین، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی مهندسی، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران
doi
چکیده
در این مقاله، رفتار نوسانی نانونوسانگر باکیبال-نانوتورس کربنی موردمطالعه قرارگرفته است. مولکول باکیبال حین چرخش داخل نانوتورس تحت تأثیر سه نیروی واندروالس، گریز از مرکز و گرانشی قرار دارد. بهمنظور تعیین برهمکنشهای غیرپیوندی، از رهیافت تقریب پیوسته بههمراه تابع پتانسیل لنارد-جونز استفادهشده است. بر اساس این روش، روابطی نیمهتحلیلی برای تعیین انرژی پتانسیل و نیروی واندروالس بین باکیبال و نانوتورس ارائهشده است. با استخراج معادلات حرکت چرخشی باکیبال داخل نانوتورس با استفاده از قانون دوم نیوتن، رابطهای جدید برای محاسبه فرکانس نانونوسانگر برحسب شرایط اولیه و پارامترهای هندسی سیستم معرفیشده است. نتایج عددی نشان میدهند که انرژی پتانسیل گرانشی در مقایسه با انرژیهای پتانسیل واندروالس و گریز از مرکز قابلاغماض است. همچنین، اگر شعاع حلقه نانوتورس بهسمت بینهایت میل کند، موقعیت تعادل مولکول باکیبال داخل نانوتورس با موقعیت تعادل آن داخل نانولوله طویل کاملاً مطابقت خواهد داشت. تأثیر شعاع لوله و شعاع حلقه نانوتورس بر روی موقعیت تعادل باکیبال داخل نانوتورس و نیز فرکانس نوسانات سیستم بررسیشده است. نتایج ارائهشده در این مقاله حاکی از آن است که نانونوسانگر باکیبال-نانوتورس فرکانسهایی تا 1500 گیگاهرتز تولید میکند. همچنین، فرکانس این نانونوسانگر چندین برابر فرکانس نانونوسانگر باکیبال-نانولوله کربنی است.
