طراحي و تحليل يك نانو زيست حسگر ارتعاشي بر پايه نانولوله‌ كربني براي تشخيص ويروس‌ها

در اين پژوهش، يك مدل نظري بر اساس معادلات تير اويلربرنولي اصلاح شده‌ي ناموضعي براي تشخيص ذرات بيولوژيكي جذب شده بر روي نانولوله‌هاي كربني دو سر گيردار به عنوان يك نانو زيست حسگر ارتعاشي ارائه شده است. اساس كار اين نانو زيست حسگرهاي ارتعاشي، محاسبه دقيق تغيير فركانس تشديد به دليل تغيير جرم ناشي از جذب سطحي ويروس‌ها است. در بيشتر تحقيق‌هاي انجام شده براي سادگي محاسبات از تكيه‌گاه‌هاي دوسر مفصلي استفاده كرده‌اند، درحالي‌كه ساخت چنين تكيه‌گاه‌هايي در مقياس نانو تقريبا غيرممكن است. به اين منظور از تكيه‌گاه‌ دو سر گيردار براي تحليل اين مسأله استفاده شده است و براي نخستين بار، پاسخ بسته فركانس ارتعاشي يك نانوحسگر دوسر گيردار بر حسب مشخصات هندسي و مكانيكي نانولوله به همراه اثرهاي ناموضعي، سطحي و اينرسي دوراني، ارائه گرديد. اگرچه بسياري از محققان از اثرهاي تنش سطحي و اينرسي چرخشي به‌طور هم‌زمان در تحليل ناموضعي ارتعاشي نانوحسگر چشم‌پوشي كرده‌اند، اما اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اثرهاي مذكور در مقياس‌ نانو، نقش زيادي در تغيير فركانس تشديد و دقت نانو زيست حسگرهاي ارتعاشي داشته‌اند. همچنين بر پايه پاسخ به‌دست آمده، شش نوع ويروس متفاوت مورد بررسي قرار گرفت كه براساس آناليز حساسيت، نانو زيست حسگر طراحي شده موفق به تفكيك تغيير فركانس و در نتيجه تشخيص آنها شد.