بررسی اثرات استهلاک لایه ی فشاری بر ارتعاشات بایو حسگرهای در ابعاد نانو

در این پژوهش شیوه ای جدید برای مطالعه ی رفتار استاتیکی و دینامیکی نانوتیرهای تحریک الکترواستاتیک که می توانند به عنوان یک بایوحسگر مورد استفاده قرار گیرند، ارائه شده است. بر پایه ی روابط دیفرانسیلی غیرموضعی ارینگن معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. در این مدل برای در نظر گرفتن اثرات استهلاک لایه ی فشاری ناشی از سیال بین نانوتیر و الکترود، از معادله ی یک بعدی رینولدز با در نظر گرفتن شرط مرزی لغزش استفاده شده است. در بررسی رفتار نانوتیر برای جداسازی دو معادله ی مشتق جزئی کوپل شده به نام معادله ی غیرموضعی جابه جایی نانوتیر و معادله ی رینولدز برای استهلاک لایه ی فشاری از روش گالرکین استفاده شده است. جابه جایی استاتیکی نانوتیر و فرکانس های طبیعی خطی آن تحت تاثیر مولفه ی dc تحریک الکترواستاتیک بررسی شده است. پاسخ فرکانسی نسبت به مولفه ی ac تحریک الکترواستاتیک، با در نظر گرفتن و همچنین بدون در نظر گرفتن اثرات استهلاک لایه ی فشاری با استفاده از روش مقیاس های چندگانه بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن استهلاک لایه ی فشاری دامنه ی ارتعاشات را کاهش داده و فرکانسی که در آن پدیده ی پرش اتفاق می افتد و فرکانس طبیعی را به یکدیگر نزدیک می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که در تحریک مود اول، عوامل غیرخطی از نوع سخت شونده هستند، درحالی که در تحریک مود سوم با افزایش مولفه ی dc تحریک الکترواستاتیک رفتار سیستم می تواند از حالت سخت شونده به نرم شونده تغییر یابد.