فاز دوم جابه‌جایی نانوذره‌ی طلا مبتنی بر AFM در محیط‌های مختلف مایع

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

کاربرد فلز طلا در فضانوردی، الکترونیک و در علوم پزشکی، سبب مورد توجه قرارگرفتن آن شده است. لذا بررسی‌های ساختاری و انجام تغییرات برای بهبود خواص و یا برقراری چیدمان‌های خاص اتمی در علوم نانو برای این فلز خاص صورت گرفته است. میکروسکوپ نیروی اتمی، از جمله ابزارهای پرکاربرد با اهداف ذکر شده، می‌باشد. لذا در این مقاله جابه‌جایی نانوذره طلا در طی منیپولیشن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی که از اهداف فاز دوم می‌باشد، در شرایط محیطی آب، پلاسما و متانول، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین‌منظور ابتدا فرآیند به صورت دوبعدی مدل‌سازی شده و نیروهای بین مولکولی واندروالس، نیروی الکترواستاتیک دولایه و آب‌پوشی در آن در نظر گرفته شده‌اند. سپس، نمودارهای جابه‌جایی بت درنظر گرفتن نیروهای بین مولکول و محیط‌های مورد مطالعه ترسیم شده‌اند. در نهایت نیز طبق نتایج حاصل از شبیه‌سازی در محیط‌های مختلف بیشترین جابه‌جایی نانوذره‌ی طلا در فاز دوم منیپولیشن، در محیط آب و کمترین مقدار در محیط پلاسما بوده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Ando T (2017) High-speed atomic force microscopy and its future prospects. Biophys Rev 10(2): 285–292.
[2] Chen J, Xu K (2020) Applications of atomic force microscopy in materials, semiconductors, polymers, and medicine: A minireview. Instrum Sci Technol 48(6): 667-681.
[3] Dzyaloshinskii IE, Lifshitz EM, Pitaevskii LP (1961) The general theory of van der Waals forces. Adv Phys 10(38): 165-209.
[4] Taheri M, Bathaee SH (2019) Sensitivity analysis of peripheral parameters in three dimentional nano-manipulation by using HK model. J Sol and Flu Mech 9(2): 123-139.‏
[5] Korayem MH, Zakeri M (2008) Sensitivity analysis of nanoparticles pushing critical conditions in 2-D controlled nanomanipulation based on AFM. J Adv Manuf Technol 41(7-8): 714–726.
[6] Curiotto S, Cheynis F, Müller P, Leroy F (2020) 2D Manipulation of Nanoobjects by Perpendicular Electric Fields: Implications for Nanofabrication. ACS Appl Nano Mater 3(2): 1118–1122.
[7] Korayem MH, Jahanshahi M, Khaksar H (2020) Modeling and simulation of the dynamics, contact mechanics and control of the nanomanipulation of elliptical porous alumina nanoparticles based on atomic force microscopy. Eur J Mech A Solids 84: 104060-1-15.
[8] Krieg M, Fläschner G, Alsteens D, Gaub BM, Roos WH, Wuite GJL, Müller DJ (2018) Atomic force microscopy-based mechanobiology. Nat Rev Phys 1(1): 41-57.
[9] Korayem MH, Badkoobehhezaveh H, Taheri M (2017) Experimental Determination of HT29 Cancerous Cell Surface Roughness by Atomic Force Microscopy to be Applied in Nanomanipulation. J Appl Comput Sci Mech 28(1): 111-122.‏
[10] Gross L, Schuler B, Pavliček N, Fatayer S, Majzik Z, Moll N, Meyer G (2018) Atomic Force Microscopy for Molecular Structure Elucidation. Angew Chem Int Edition 57(15): 3888–3908.
[11] Gur Y, Ravina I, Babchin AJ (1978) On the electrical double layer theory. II. The Poisson—Boltzmann equation including hydration forces. J Colloid Interface Sci 64(2): 333-341.
[12] Motaghi A, Korayem MH, Zakeri M (2010) Dynamic modeling of 2D nano-manipulation based on AFM in liquid environment. 2010 17th Iranian Conference of Biomedical Engineering (ICBME): 1-4.
[13] Mohammadi SZ, NejatPishkenari H, Mohammadi Moghaddam M (2021) 3D distributed modeling of trolling-mode AFM during 2D manipulation of a spherical cell. J Nanopart Res 23(4): 1-20.
[14] Morag J, Dishon M, Sivan U (2013) The governing role of surface hydration in ion specific adsorption to silica: An AFM-based account of the Hofmeister universality and its reversal. Langmuir 29(21): 6317-6322.
[15] Taheri M (2022) Investigation of the effect of different friction models on experimental extraction of 3D nanomanipulation force and critical time of colon cancer tissue.‏ Amirkabir J Mech Eng 54(4): 791-804.‏
 
[16] Taheri M (2022) Application of atomic force microscopy in critical force and critical time extraction of 2D manipulation for gastric cancer tissue with different friction models, Nanoscale 9(1): 136-145.
[17] Khalili M, Taheri M, Bathaee SH, Shakeri‏ F (2022) Study of DNA nanoparticle manipulation using atomic force microscopy based on finite element method using theories of contact mechanics‏. Mech Adv Smart Mater 1 (2): 155-174‏.
[18] Korayem MH, Rastegar Z (2021) Development of 3D manipulation of viscoelastic biological cells by AFM based on contact models and oscillatory drag. Mech Adv Mater Struct 28(24): 2572-2584.
[19] Korayem MH, Khaksar H (2022) Optimum path planning of elliptic and cubic nanoparticles using one and dual probe atomic force microscopes. Mech Adv Mater Struct 29(15): 2126-2141.
[20] Taheri M, Mirzalou M (2022) Theoretical and Experimental Simulation of Young Modulus Extraction of Breast MCF-10 Cells Using Atomic Force Microscope. Modares Mech Eng 22(01): 37-45.
[21] Korayem MH, Taheri M, Korayem AH (2014) Manipulation with atomic force microscopy: DNA and yeast micro/nanoparticles in biological environments. Proc Inst Mech Eng Part K: J Multi-body Dyn 228(4): 414-425.‏