شبیه‌‎سازی منیپولیشن نانولوله های کربنی و آلوتروپ های آن به روش دینامیک مولکولی

Abstract

‌‌‌در ‌‌‌این مقاله ‌‌‌به ‌‌‌مدل‌سازی ‌‌‌و ‌‌‌شبیه سازی ‌‌‌فرآیند ‌‌‌منیپولیشن ‌‌‌نانوذرات کربنی ‌‌‌پرداخته شده است. از آن جایی که در منیپولیشن نانوذرات، هندسه نقش مهمی در رفتار دینامیکی بازی می کند؛ بررسی ‌‌‌اشکال ‌‌‌هندسی ‌‌‌مختلف نانوذرات در این فرآیند ‌‌‌حائز ‌‌‌اهمیت ‌‌‌است. به منظور بررسی تأثیرات هندسی، منیپولیشن چهار آلوتروپ کربنی با جرم برابر انجام شد و تأثیر قطر نانولوله های کربنی با طول های یکسان در این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور از روش دینامیک مولکولی که متناسب با ابعاد سیستم مورد مطالعه است استفاده شد تا ‌‌‌درک ‌‌‌صحیحی ‌‌‌از ‌‌‌فرآیند منیپولیشن ‌‌‌و ‌‌‌دینامیک آن ‌‌‌ارائه دهد. در مطالعه ی منیپولیشن ‌‌‌آلوتروپ های ‌‌‌کربنی ‌‌‌با جرم یکسان مشخص شد ‌‌‌که ‌‌‌هرچه ‌‌‌آلوتروپ ‌‌‌از حالت ‌‌‌کروی شکل خارج شود، ‌‌‌روند ‌‌‌منیپولیشن‌‌‌ تسهیل می گردد ‌‌‌و ‌‌‌نیروی ‌‌‌وارد ‌‌‌بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌کاهش خواهد یافت. ‌‌‌می توان علت ‌‌‌این ‌‌‌امر ‌‌‌را ‌‌‌در ‌‌‌انحنای ‌‌‌سطح ‌‌‌تماس سوزن و نانوذره جستجو نمود. در ‌‌‌فرآیند ‌‌‌منیپولیشن ‌‌‌نانولوله ‌‌‌با ‌‌‌قطرهای ‌‌‌مختلف، ‌‌‌افزایش ‌‌‌قطر ‌‌‌نانولوله ‌‌‌سبب ‌‌‌تغییر ‌‌‌در ‌‌‌نیروی ‌‌‌وارد شده بر ‌‌‌سوزن ‌‌‌و افزایش مقدار ‌‌‌آن ‌‌‌می گردد. مقدار عمق نفوذ در طی فرآیند منیپولیشن برای هر نانولوله استخراج شد، نتایج نشان داد که با افزایش قطر نانولوله، مقدار عمق نفوذ افزایش می یابد. ازآنجایی‌که آلوتروپ های کربنی به عنوان ‌‌‌حامل های ‌‌‌داروئی کاربرد دارند، نتایج این مطالعه در بهبود فرآیندهای عملی و کاهش هزینه های آزمایشگاهی قابل استفاده است.