بررسی پارامترهای محیطی و ابعادی بر روی نیرو و زمان بحرانی فرآیند منیپولیشن نانوذرات با استفاده از تئوری مکانیک تماس دی‌اِم‌تی

منیپولیشن نانو ذرات یک فرآیند از شاخه نانوتکنولوژی است، که برمبنای میکروسکوپ نیروی اتمی انجام می‌شود. امروزه به‌دلیل اهمیت بسیار بالای رونق صنعت و ساخت‌وتولید تجهیزات، ماشین آلات و ابزار در ریز مقیاس، منیپولیشن نانو/میکرو ذرات بیش از پیش مورد توجه و استفاده‌ی صنعتگران است. در فاز اول این فرآیند نیرو و زمان بحرانی، پایه‌ای ترین عوامل خروجی محسوب می‌شوند. دو دسته از فاکتورها شامل محیطی و ابعادی در تعیین میزان آن‌ها سرنوشت‌ساز می‌باشند. در این مقاله با استفاده از مدل مکانیک تماس دی‌اِم‌تی به‌همراه روش آنالیز حساسیت سوبل به بررسی میزان اثرگذاری کمی و کیفی فاکتورهای ورودی محیطی و ابعادی شامل هفت پارامتر ورودی شعاع سوزن، ضریب پواسون سوزن، مدول الاستیسیته سوزن، ارتفاع سوزن، طول تیرک، ضخامت تیرک و عرض تیرک بر روی چهار خروجی نیروی بحرانی بین سوزن و ذره، زمان بحرانی بین سوزن و ذره، نیروی بحرانی بین ذره و صفحه مبنا و زمان بحرانی بین ذره و صفحه مبنا پرداخته شده است. نوع رابطه‌ی کیفی به‌صورت مستقیم یا معکوس بودن هریک از پارامترها و میزان واریانس هر یک بر روی عوامل خروجی به‌دست آمده است. در اثرگذاری کمی بیشترین تأثیرگذاری هر پارامتر به تفکیک محاسبه شده است. ضخامت تیرک اثرگذارترین پارامتر ورودی بر روی نیروی بحرانی ذره-سوزن و ذره-صفحه‌مبنا با میزان 75% و 66% بوده است. برای زمان بحرانی ذره-سوزن شعاع سوزن با 46% اثرگذارترین پارامتر ورودی بوده است، اما ضخامت تیرک نیز بیش‌ترین تأثیر را بر روی زمان بحرانی ذره-صفحه‌مبنا با مقدار81% داشته است.

Keywords:

فرآیند نانومنیپولیشن , میکروسکوپ نیروی اتمی , مدل مکانیک تماس , آنالیز حساسیت , روش سوبل