تحلیل ناپایداری توکشی استاتیکی زیست‌حسگر به روش تجزیه آدومیان پیراسته

در مطالعه حاضر، با استفاده از نظریه تنش کوپل اصلاح‌شده به بررسی رفتار زیست‌حسگر پرداخته‌ شده است. زیست‌حسگر تحت تحریک الکترواستاتیک و همچنین غوطه‌ور در سیال است. برخلاف پژوهش‌های پیشین، در مطالعه حاضر اثر پارامترهای اندازه، وجود لایه سطحی و نیروی بین‌مولکولی کازیمیر به‌طور همزمان در نظر گرفته می‌شود. به‌منظور حل معادله استاتیکی غیرخطی، از روش تجزیه آدومیان اصلاح‌شده و روش عددی استفاده شده‌است. در نهایت میزان تاثیر پارامترهای اندازه طول ماده، اثر تنش سطحی بر ولتاژ توکشی نانو زیست‌حسگر مورد مطالعه قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از روش حل تحلیلی آدومیان با روش عددی و مراجع نشان می‌دهد که این روش از دقت بسیار بالایی برخوردار بوده و می‌تواند به عنوان روشی موثر و کارآمد برای تحلیل پایداری نانو زیست‌حسگرها مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاکی از آن است که با در نظر گرفتن اثر لایه سطحی و افزایش پارامتر اثر اندازه، ولتاژ توکشی در هر دو حالت عددی و تحلیلی بیشتر از حالتی است که از اثر سطح صرفنظر می‌شود. علاوه بر این با حضور لایه سطحی و افزایش نیروی کازیمیر، ولتاژ توکشی کاهش می یابد.

Investigating the Static Pull-in Instability of Biosensors Using Modified Adomian Decomposition Method (MAD)

In this study, the behaviour of biosensors is investigated by using the modified coupled stress theory. The biosensor is electrostatically stimulated and also immersed in the fluid. Unlike previous studies, in the present study, the size effect parameters, surface layer, and intermolecular Casimir force are considered simultaneously. In order to solve the nonlinear static equation, the Modified Adomian Decomposition (MAD) method and the numerical method are used. Finally, the effect of the length of the material and also the effect of stress on the pullin voltage is studied as well. Comparing the results of the Adomian analytical solution with numerical methods and reported results in the literature, show that the method has high accuracy and can be used as an effective and efficient method for analyzing the stability of Nanobio sensors. The results indicate that by considering the surface effect and also increasing the size effect parameter, the pullin voltage in both numerical and analytical modes is more than the situation which surface effect is neglected. In addition, with the presence of the surface layer and the increase of the Casimir force, the pullin voltage is reduced.