بررسی انتشار موج در نانوبیوفیلترهای معماری شده فراکتالی مثلث های مرکز جرم ثابت مبتنی بر میکروتوبول ها

میکروتوبول ها، لوله های پلیمری متصل شده از هسته به غشا سلول، اصلی ترین بخش اسکلت سلولی هستند که سفتی مکانیکی، سازماندهی و حفظ شکل را برای سیتوپلاسم سلول های یوکاریوت فراهم می کنند. این ساختارها نقش اساسی در برخی فرآیندهای سلولی مانند تقسیم سلولی، انتقال درون سلولی و سازماندهی داخلی سلول ها ایفا می کنند. در کاربردهای ذکرشده، ساختار شبکه ای میکروتوبول ها دلیل اصلی اهمیت مطالعات عمیق تر خواص مکانیکی آنها هستند. در این مقاله به بررسی انتشار امواج الاستیک در شبکه های پریودیک مبتنی بر میکروتوبول های فراکتالی مثلث های مرکز جرم ثابت جهت تجزیه و تحلیل خصوصیات دینامیکی آنها پرداخته شده است. این مطالعه با انتخاب یک مدل تیر مناسب برای یک میکروتوبول آغاز می شود و با ایجاد ساختارهای پریودیک از میکروتوبول ها رفتار دینامیکی آنها مورد بررسی قرار می گیرد. برای بدست آوردن منحنی های انتشار موج، مدل های المان محدود برای میکروتوبول ها و شبکه های آنها به وجود آمده اند و معادلات گاف فونونی بر اساس تیوری بلاخ محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد بسته به توپولوژی سلول های واحد انتخاب شده و همچنین دوره های درنظرگرفته شده، امکان طراحی گاف فرکانسی در محدوده های خاص برای کاربرد فیلتر زیستی با فرکانس پایین و بالا وجود دارد. این مطالعه به محققان کمک می کند برخی از ارتعاشات ناخواسته را با استفاده از ساختارهای پریودیک معماری شده کنترل یا جذب کنند و به لطف زیست سازگاری بیشتر، می توان این شبکه ها را در ابزارهای نانوبیومکانیکی نسل بعدی مانند حسگرهای زیستی قابل کاشت استفاده کرد.