مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیکی حرکت نانوذرات در محیط های مختلف با استفاده از نانوربات Afm

امروزه یکی از بحـث هایی که در دنیای نانو مطرح است، بحث جابه‌جایی یا منیپولیشن نانوذرات است. این بحث به این دلیل مهم است که می توان با جابه‌جایی نانوذرات، ساختاری متفاوت از آنچه در حال ‌حاضر در دسترس است، را به دست آورد. لذا برای رسیدن به این مهم از پروب میکروسکوپ نیروی اتمی به‌عنوان منیپولاتور استفاده می‌شود. با استفاده از پروب میکروسکوپ نیروی اتمی، نانوذرات با کشیدن و یا راندن روی سطح، جابه‌جا شده و به نقطه‌ی مطلوب رسانده می‌شوند. اگر نیروی وارده بیش ‌از حد نیاز باشد، نانوذره پس از ایستادن پروب میکروسکوپ نیروی اتمی همچنان به حرکت خود (لغزشی یا غلتشی) ادامه داده و از نقطه‌ی مطلوب نهایی دور می‌شود. از طرف دیگر، اگر نیروی وارده کم باشد، به‌طوری‌که نتواند بر نیروی اصطکاک ایستایی غلبه کند، نانوذره هیچ حرکتی نخواهد داشت. پس پیدا کردن نیروی بهینه در امر نانومنیپولیشن از اهمیت بالایی برخوردار‌ است. در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی دینامیکی نانوذره، معادلات حاکم بر نانوذره در هنگام منیپولیشن استخراج و شبیه‌سازی شده تا با استفاده از آن‌ها بتوان نیروی بحرانی و زمان بحرانی را برای نانوذرات طلا، مخمر و پلاکت در محیط های گازی، آبی، الکلی و پلاسما محاسبه کرد. با مقایسه‌ی نتایج به دست آمده، نتیجه‌گیری می‌شود که حرکت ذرات در محیط‌های مختلف بیولوژیکی با تاخیر زمانی و نیروی بحرانی بیشتر نسبت به محیط گازی صورت می‌گیرد.