مطالعه میکروشناگر ها برای طراحی نانو ماشین‌ها

مطالعه میکروشناگر ها برای طراحی نانو ماشین‌ها

۹۹۰۹۰۴۰۸
با بررسی رفتار دینامیکی میکروشناگرها در محیط‌های مختلف، نظیر محیط دارای سورفکتانت، محققان شبیه‌سازی‌هایی انجام دادند که نتایج آن می‌تواند در طراحی میکروماشین‌ها، حسگرها و ادوات رهایش دارو در مقیاس نانو مورد استفاده قرار گیرد.

طراحی دستگاه های خودران در مقیاس نانو

بسیاری از انواع سلول‌های متحرک، مانند باکتری‌های موجود در روده و اسپرماتوز در دستگاه‌های تولید مثل زنان، باید خود را از میان فضاهای محدود و پر از مایع چسبناک پیش برانند.
طی سال‌های گذشته، دینامیک حرکت این میکروشناگرها در طراحی دستگاه‌های خودرانش در مقیاس میکرو و نانو برای کاربردهایی از جمله تحویل هدفمند دارو تقلید شده است.
بهینه سازی طراحی این ماشین‌ها نیازمند درک دقیق ریاضیات حرکت این نانو شناگرها در این محیط‌ها است. یک گروه تحقیقات بین‌المللی متشکل از فیزیکدانان به سرپرستی عبدالله دادی موسی‌ایدر از دانشگاه هاینریش هاینه در دوسلدورف، آلمان به تازگی مدل‌های ریاضی این میکروشناگرها را در قطرات ویسکوز و همچنین قطرات حاوی سورفاکتانت ارائه کرده است. این مدل‌ها نشان می دهد که سورفاکتانت به طور قابل توجهی رفتار شناگران را تغییر می‌دهد.

نانو

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه EPJ E به چاپ رسیده است.

دینامیک حرکت نانوشناگرها

دینامیک حرکت نانو شناگرها در داخل یک قطره مایع ویسکوز به عوامل متعددی بستگی دارد که از آن جمله می‌توان به شکل و اندازه قطره و همچنین تعداد میکروشناگرها و عدد رینولدز قطره اشاره کرد.

 مایعات با تعداد کم رینولدز چسبناک‌تر هستند و به صورت خطی و با نوسانات کمی جریان می‌یابند. جریان چنین مایعی را می‌توان با حل مجموعه‌ای از معادلات دیفرانسیل جزئی که به عنوان معادلات Navier-Stokes شناخته می‌شوند، مدل‌سازی کرد. در این حالت، میکروشناگر به عنوان نیرویی دو قطبی در نظر گرفته می شود که درون قطره محدود شده و در یک نقطه تعیین شده قرار دارد. در این پروژه، حضور یک لایه سورفکتانت در اطراف قطره حاوی میکروشناگر با استفاده از شرایط مرزی مدل سازی شد.

مدلسازی حرکت نانو و میکرو شناگرها

حل این معادلات در طیف وسیعی از شرایط – قطره‌هایی با یا بدون پوشش سورفکتانت، ثابت و متحرک، و با تعداد و شعاع‌های مختلف رینولدز – مجموعه‌ای از میدان‌های جریانی کاملاً متفاوت را در اختیار محققان این پروژه قرار داد تا از آنها برای تعریف دینامیک میکروشناگرها استفاده کند.

 محققان این پروژه معتقداند که این مدل‌های دینامیک شناگر ممکن است در طراحی میکروماشین‌ها به منظور تولید مواد، زیست‌حسگری و میکروجراحی و همچنین تحویل دارو قابل استفاده باشد.

منبع

تبلیغات دیجی کول

سروش سراب هرسینی

من سروش سراب هرسینی هستم. سردبیر تیم تولید محتوای شرکت شتابدهنده دارویی هنام فارمد و دبیر کمیته مدیای ایفسا (فدراسیون جهانی دانشجویان داروسازی - شعبه ایران). سال 1394برنده جایزه ویژه جشنواره ملی فیلم عمار شدم و به صورت تخصصی در حوزه سئو، تولید محتوا و ویدیو فعالیت میکنم

Write a Review

پیشنهاد می‌کنیم این‌ها را هم بخوانید:

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *