تحلیل ناپایداری توکشی استاتیکی زیست‌حسگر به روش تجزیه آدومیان پیراسته

Abstract

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 تأثیر 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 مؤثر 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.