در این پایان نامه ما به طراحی نانو ماشین هایی میپردازیم که مبتنی بر نیروهای افت و خیزی القایی هستند. یک میدان در نظر می گیریم که دو جسم را احاطه می کند. در اثر حضور دو جسم افت و خیزهای میدان با افت وخیزهای میدان آزاد تفاوت اساسی دارد. این تفتوت منجر به وجود نیروی ماکرسکوپی بین اجسام می شود. از مهمترین این القایی در اثر افت و خیز نیروی کازیمیر ناشی از افت و خیزهای میدان الکترو مغناطیسی خلا است. در این پایان نامه ما دو نانو ماشین معرفی می کنیم. در ابتدا یک سیستم نانو مقیاس را بررسی می کنیم که از یک چرخ دنده و یک صفحه ناهموار تشکیل شده است. چرخ دنده و صفحه ناهموار هیچ گونه تماسی با همدیگر ندارند ولی توسط نیروی عرضی کازیمیر با همدیگر جفت می شوند. اگر سرعت صفحه ناهموار یک پالس مربعی باشد نشان می دهیم که سرعت صفحه ناهموار غیر صفر است. در ادامه این پایان نامه سیستمی را بررسی می کنیم که ترکیبی از دو دیسک ضخیم است. که توسط یک لایه نازک الکترولیت از هم جدا شده اند. در ابتدا توزیع بار سطحی هر دو صفحه یکسان است. نشان می دهیم که اگر صفحه بالایی را به اندازه یک زاویه ای نسبت به صفحه پایینی بچرخانیم یگ گشتاوری به آن وارد می شود. اگر سرعت زاویه ای دیسک پایینی یک پالس مربعی باشد دیسک بالایی با سرعت زاویه ای غیر صفری می چرخد.

هدف ما در این پایان نامه، بررسی نیروی کازیمیر بر روی سطوح دی الکتریک زبر است. برای این بررسی، پس از شبیه سازی سطح یک دی الکتریک با مدل رشد mbe و مدل گسسته ی داس سارما در فضای دو بعدی، مشخصات سطح را بدست آورده و با استفاده از آن نیروی کازیمیر بین یک سطح زبر و یک سطح صاف را از رابطه ی لیفشیتز که برای فواصل کم تقریب زده شده است، بدست آوردیم. در آخر برای یک حالت خاص، نیروی کازیمیر دافعه را برای دو سطح بر حسب فاصله محاسبه کردیم . نتایج نشان میدهد هر دو نیرو با زبری رابطه ی مستقیم و با فاصله ی صفحات نسبت عکس دارد و نیروی دافعه با شیب کمتری نسبت به نیروی جاذبه بر حسب فاصله تغییر میکند.

مدلی از موتور براونی با افت پتانسیل داخلی و مکانیسم نیروی محرکه داخلی مفروض است. این موتور یک ذره ی براونی است که نسبت به مولکول های اطراف، نیمه نفوذپذیر است. مولکول-های غوطه ور در سیال از حوضچه گرمایی انرژی گرمایی دریافت می کنند. چون موتور براونی دارای افت پتانسیل داخلی است، میانگین نیروی نوسان مولکولی وارد بر موتور مخالف صفر است و این منجر به رانش موتور در سیال می شود. در این پژوهش با توجه به معادلات حاکم بر حرکت براونی، معادله لانژون و معادله فوکر-پلانک معادله سرعت میانگین ذره براونی در شرایط ایستا را محاسبه کرده ایم. با در نظر گرفتن برخورد مولکول ها با موتور به صورت الاستیک، ضریب اصطکاک، میانگین نیروی نوسان مولکولی و میانگین سرعت رانش موتور را محاسبه کرده ایم و در ادامه این پایان نامه همان موتور براونی با افت پتانسیل داخلی را با فرض اینکه برخورد مولکول-ها به موتور به صورت غیر الاستیک باشند، ضریب اصطکاک، میانگین نیروی نوسان مولکولی و میانگین سرعت رانش موتور محاسبه کرده ایم. با توجه به اینکه در برخورد غیر الاستیک اتلاف انرژی داریم، میانگین نیروی نوسان مولکولی و میانگین سرعت رانش موتور با افت پتانسیل داخلی تغییر می کنند. در بخش آخر این پژوهش نیز موتور براونی را متقارن در نظر گرفته ایم و با فرض اینکه مولکول ها به صورت غیر الاستیک به ذره برخورد می کنند و ضرایب کاهش سرعت در سمت راست و سمت چپ باهم برابر نباشند، ضریب اصطکاک، میانگین نیروی نوسان مولکولی و میانگین سرعت رانش موتور براونی را محاسبه کرده ایم، تفاوت در ضرایب کاهش سرعت در سمت راست و چپ باعث می شود که نیروی وارد شده از جانب مولکول های سمت راست با نیروی وارد شده از جانب مولکول های سمت چپ با هم برابر نباشد و نهایتاً منجر به رانش ذره ساکن می شود. اگر ضریب کاهش سرعت در سمت راست و چپ با هم برابر باشند، میانگین نیروی نوسان مولکولی و میانگین سرعت صفر می شد و ذره ساکن می ماند.

چکیده ندارد.