طراحی و تحلیل یک نانو زیست حسگر ارتعاشی بر پایه نانولوله کربنی برای تشخیص ویروس ها

در این پژوهش، یک مدل نظری بر اساس معادلات تیر اویلر-برنولی [i] اصلاح شده ی ناموضعی برای تشخیص ذرات بیولوژیکی جذب شده بر روی نانولوله های کربنی دو سر گیردار به عنوان یک نانو زیست حسگر ارتعاشی ارایه شده است. اساس کار این نانو زیست حسگرهای ارتعاشی، محاسبه دقیق تغییر فرکانس تشدید به دلیل تغییر جرم ناشی از جذب سطحی ویروس ها است. در بیشتر تحقیق های انجام شده برای سادگی محاسبات از تکیه گاه های دوسر مفصلی استفاده کرده اند، درحالی که ساخت چنین تکیه گاه هایی در مقیاس نانو تقریبا غیرممکن است. به این منظور از تکیه گاه دو سر گیردار برای تحلیل این مساله استفاده شده است و برای نخستین بار، پاسخ بسته فرکانس ارتعاشی یک نانوحسگر دوسر گیردار بر حسب مشخصات هندسی و مکانیکی نانولوله به همراه اثرهای ناموضعی، سطحی و اینرسی دورانی، ارایه گردید. اگرچه بسیاری از محققان از اثرهای تنش سطحی و اینرسی چرخشی به طور هم زمان در تحلیل ناموضعی ارتعاشی نانوحسگر چشم پوشی کرده اند، اما این پژوهش نشان می دهد که اثرهای مذکور در مقیاس نانو، نقش زیادی در تغییر فرکانس تشدید و دقت نانو زیست حسگرهای ارتعاشی داشته اند. همچنین بر پایه پاسخ به دست آمده، شش نوع ویروس متفاوت مورد بررسی قرار گرفت که براساس آنالیز حساسیت، نانو زیست حسگر طراحی شده موفق به تفکیک تغییر فرکانس و در نتیجه تشخیص آنها شد.