آنالیز حساسیت مدل های تماسی اصطکاکی ذرات زیستی روی سطح زبر در محیط مایع به روش ای-فست

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی پزشکی ، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.61186/masm.4.1.86
چکیده

نانومنیپولیشن و جابه‌جایی میکرو/نانو ذرات، امروزه کاربردهای گسترده‌ای در علوم مختلف پیداکرده است. یکی از ابزارهای اساسی جهت انجام فرآیند نانومنیپولیشن، میکروسکوپ نیروی اتمی می‌باشد. امروزه میکروسکوپ نیروی اتمی کاربردهای مختلفی ازجمله تصویربرداری سطوح، منیپولیشن و جابه‌جایی ذرات، استخراج خواص مواد و بافت‌ها پیداکرده است. منیپولیشن نانو ذرات معمولاً شامل دو فاز می‌گردد. فاز نخست تا پیش از آغاز به حرکت ذره و استخراج نیروی بحرانی و زمان بحرانی را در برمی‌گیرد. فاز دوم نیز شامل بررسی ذرات در حین حرکت در خلال نانومنیپولیشن و جابه‌جایی می‌باشد. با توجه به این‌که در ابعاد میکرو/نانو، نیروهای سطحی نسبت به نیروهای حجمی اثر بیشتری دارند، لذا انتخاب مدل تماسی مناسب در مدل‌سازی و شبیه‌سازی فرآیند نانومنیپولیشن، بسیار حائز اهمیت می‌باشد. پارامترهای مختلفی بر مدل‌های تماسی در مقیاس میکرو/نانو اثرگذار می‌باشند. در این پژوهش به بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر مدل‌های تماسی هرتز، جیکیآر و دی‌ام‌تی پرداخته‌شده است. بدین منظور جهت بررسی تأثیر پارامترهای ورودی مختلف، از روش آماری آنالیز حساسیت تحت عنوان ای-فست که یکی از روش‌های سریع می‌باشد، استفاده‌شده است. پارامترهای ورودی موردبررسی در این پژوهش، شامل شعاع سوزن، حجم ذره، مدول الاسیسته سوزن، مدول الاسیسته ذره ، ضریب پواسون سوزن و ضریب پواسون ذره همچنین عمق نفوذ و نیرو به‌عنوان پارامترهای خروجی تبیین می‌گردد. نتایج به‌دست‌آمده بیانگر تأثیرگذاری زیاد حجم ذرات هدف و شعاع سوزن در نیرو و عمق نفوذ در مدل‌های تماسی می‌باشد.