تاثیر پارامترهای هندسی تیرک‌های مختلف بر نیرو و زمان بحرانی منیپولیشن میکرو/نانوذرات با استفاده از روش آنالیز حساسیت ای-فست

در منیپولیشن نانو ذرات با میکروسکوپ نیروی اتمی، به منظور مدل‌سازی دقیق دینامیک منیپولیشن و جلوگیری از آسیب به نانو ذره، محاسبه‌ی دقیق نیروی بحرانی امری ضروری است. برای مدل‌سازی دینامیکی دقیق و محاسبه‌ی نیروی وارد بر نانوذره نیز نیاز به مدل‌سازی سختی در انواع تیرک ها، شناخت پارامترهای هندسی حساس موثر بر سختی تیرک‌ها و پارامترهای حساس موثر بر زمان و نیروی بحرانی است. ازاین‌رو در این مقاله ابتدا به صورت مجزا به بررسی دو نوع متداول تیرک ها یعنی تیرک‌های وی- شکل و خنجری پرداخته‌شده است. برای مدل‌سازی سختی تیرک وی- شکل، این تیرک به دو قسمت تقسیم‌شده است؛ قسمت اول مثلثی و قسمت دوم شامل دو تیر مورب مستطیلی است. سپس سختی هر قسمت به طور مجزا مدل شده و سختی نهایی محاسبه شده است. برای مدل‌سازی سختی تیرک خنجری نیز از همین روش استفاده‌شده‌ و تیرک به دو قسمت مثلثی و مستطیلی تقسیم‌شده و سختی نهایی به دست ‌آورده‌ شده است. با توجه به این‌که بررسی پارامترهای اثرگذار بر سختی تیرک و زمان و نیروی بحرانی منیپولیشن در منیپولیشن ذرات زیستی اهمیت بالایی دارد، لذا با استفاده از روش آنالیز حساسیت ای- فست به انتخاب مناسب نوع تیرک و پارامترهای آن پرداخته‌شده است. در انتها در این مقاله نشان داده‌شده است که تیرک خنجری برای جابه جایی ذرات بیولوژیکی مناسب‌تر است.