مدل سازی سه بعدی فرآیند منیپولیشن نانوذره طلا در محیط هوا با استفاده از مدل اصطکاکی اِچ کا

امروزه میکروسکوپ نیروی اتمی، در ساخت تجهیزات میکرو/نانو به طور گسترده ای مورد توجه محققین قرار گرفته است. برای این منظور استخراج معادلات جابه جایی و منیپولیشن میکرو/نانوذرات امری ضروری است. اگر چه نیروهای سطحی مانند اصطکاک و چسبندگی در مقیاس ماکرو قابل چشم پوشی هستند، افزایش نسبت سطح به حجم در مقیاس میکرو/نانو، آن ها را بسیار مهم می کند. از مدل های مختلف اصطکاکی جهت جابه جایی دوبعدی در کارهای گذشته استفاده شده است. در این مقاله به استفاده از مدل اصطکاکی اِچ کا در مدل سازی و شبیه سازی دینامیک سه بعدی نانوجابه جایی جهت نزدیک تر شدن هرچه بیشتر نتایج مدل سازی به نتایج حاصل از نانوجابه جایی واقعی پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا مدل های مهم اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته و جهت کاربرد در مقیاس میکرو/نانو توسعه یافته اند. سپس معادلات سه بعدی جابه جایی تشریح شده و ماتریس ضرایب سختی تیرک استخراج شده است و تمامی این معادلات جهت محاسبه ی نیرو و زمان بحرانی جابه جایی ترکیب شده اند. در انتها با شبیه سازی معادلات به دست آمده، مقادیر نیرو و زمان بحرانی جابه جایی سه بعدی برای ذره طلا با استفاده از مدل اصطکاکی اِچ کا محاسبه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر شروع به حرکت غلتشی ذره مورد بررسی حول محور x قبل از غلتش حول محور y و همچنین لغزش در راستای محور y قبل از لغزش در راستی محور x می باشد.