تحلیل ارتعاشات حسگر جرمی گرافنی به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی

گرافن یکی از جوان ترین اعضای خانواده نانو مواد کربنی است که با ساختاری دوبعدی، از خواص مکانیکی و الکتریکی فوق العاده ای برخوردار است، همچنین از صفحات گرافنی می توان به عنوان حسگر جرمی نیز استفاده نمود. با توجه به کاربردهای ویژه این ماده به عنوان حسگر جرمی، در این مقاله رفتار ارتعاشی صفحات گرافنی مربعی، با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، یک صفحه گرافن مربعی در محیط نرم افزار لمپس ایجاد شده است و جابجایی ذرات از روش دینامیک مولکولی به دست آمده است، جابجایی ها با استفاده از روش تجزیه فرکانسی تحلیل و فرکانس طبیعی اول ورق محاسبه شده است. همچنین به منظور صحه گذاری، فرکانس طبیعی حاصل از روش حاضر با نتایج حاصل از یکی از تیوری های بهبودیافته مکانیک محیط پیوسته مقایسه شده است. در ادامه با بررسی قابلیت سنجش جرمی صفحه گرافن با وجود ذرات متمرکز طلا روی آن، حساسیت صفحه به جرم ذرات متمرکز محاسبه و ارایه شده است. نتایج نشان میدهد که با اضافه شدن ذرات خارجی بر روی صفحه، فرکانس طبیعی اساسی کاهش می یابد و هر چه تعداد ذرات بیشتر باشد، فرکانس طبیعی کاهش می یابد.

Keywords:

گرافن , حسگر جرمی , شبیه سازی دینامیک مولکولی , فرکانس طبیعی