تحليل حساسيت پارامترهاي محيطي در جابه جايي مقياس نانو در فضاي سه بعدي با استفاده از مدل اصطكاكي ا چ كا

Sensitivity Analysis of Peripheral Parameters in Three Dimensional Nano-Manipulation by using HK Model

منيپوليشن جابه جايي نانوذرات از دو فاز تشكيل شده است. فاز اول بررسي نيرو و زمان بحراني و فاز دوم بررسي حركت و جابه جايي نانوذرات است. در اين مقاله به بررسي فاز اول منيپوليشن نانوذرات پرداخته شده است. نيروي بحراني مقدار نيروي لازم براي غلبه بر نيروهاي اصطكاك و چسبندگي سطح است. همچنين زمان بحراني مدت زماني است كه ذره از حالت استاتيكي خود به حالت ديناميكي تغيير پيدا مي كند. دو دسته پارامتر به صورت عمده بر اين دو فاكتور مهم تاثير گذار است: 1-پارامترهاي محيطي و 2-پارامترهاي ابعادي. در اين مقاله با استفاده از آناليز حساسيت كه روش آماري اي-فست يكي از آن ها است و همچنين مدل دقيق اصطكاكي اچ كا به بررسي تاثير پارامترهاي محيطي بر نيرو و زمان بحراني غلطش پرداخته شده است. انرژي سطحي، كارچسبندگي، مدول الاستيسيته سوزن، مدول الاستيسيته ذره، ضريب پواسون سوزن و ضريب پواسون ذره پارامترهاي محيطي مورد بررسي هستند. با فرض صلب بودن نانو ذره و بدون تغيير شكل آن مدول الاستيسيته ذره به عنوان تاثير گذارترين فاكتور بر روي نيرو و زمان بحراني غلطش در راستاي محور x و مدول الاستيسيته سوزن اثرگذارترين پارامتر بر روي نيرو و زمان بحراني غلطش در راستاي محور y در نانومنيپوليشن با استفاده از مدل اصطكاكي اچ كا بوده است.

Nano particle manipulation is composed of two phases. First phase is critical force and time investigations and the second phase is nano particle motion and displacements. In this paper the first phase of nano particle manipulation was investigated. Critical force is the amount of force required for overcoming the friction and surface adhision forces. Also critical time is the duration for partical to change from static to dynamic state. Two noticeable categories of parameters are chiefly effecting on two significant factors: 1- peripheral parameters and 2- dimensional parameters. In this paper by utilizing sensitivity analysis, which A-fest method is one of them, and HK precise friction model effect of peripheral parameters on critical rolling's time and force was studied. Surface energy, work adhision, elastic modulus of needle and particle and poissan coefficients of needle and particle, are the studied peripheral parameters. With nano particle considered to be rigid and without its deformation, elastic modulus of particle and needle was known as the most effective factor on critical rolling force and time in x-axis direction and y-axis direction in nano manipulation using Hk model respectively.