مدل سازی دینامیک نانوپمپ یونی

در این پایان نامه نانوپمپ چرخشی زیستی f0f1- atpase که وظیفه ی تولید گرادیان یونی در دو سمت غشا سلول را بر عهده دارد، مورد مطالعه و بررسی قرار داده شده است، سپس با ایده-گیری از قسمت f0 پمپ پروتئینی f0f1- atpase ، یک نانوپمپ چرخشی یونی، طراحی و مورد بررسی قرار گرفته شده است. چون نانوپمپ پیشنهادی در محیط افت و خیزدار آبی قرار دارد، بنابراین برای بررسی و مدل سازی نانوپمپ چرخشی از دینامیک مولکولی کلاسیک برای بررسی دینامیک اتم ها ی داخل پمپ و دینامیک مولکولی کاتوره ای برای بررسی دینامیک یون ها در محیط آبی بالا و پایین پمپ استفاده کردیم. این نانوپمپ از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است. برای طراحی ساختمان این نانوپمپ از نانولوله های کربنی و صفحه های گرافن استفاده شده است. یک نیروی خارجی با بسامد مشخص، به عنوان نیروی محرکه ی پمپ مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که چرخش روتور نانوپمپ، یون های سدیم را پمپاژ کرده و در نتیجه یک گرادیان یونی در دو سمت خود ایجاد می کند. در شبیه سازی این نانوپمپ به بررسی اثر تغییر دما، اندازه و مکان بارهای الکتریکی استاتور در دستگاه و مقدار بسامد چرخشی روتور نانوپمپ، پرداخته شده است. از نتایج حاصل شده مشاهده نمودیم که به ازای مقدارهای مشخصی از بسامد چرخشی روتور، بارهای استاتور و دمای سیستم، گرادیان یونی تولید شده توسط نانوپمپ به بیشترین مقدار می رسد. هم چنین نتایج حاصله بیان گر این است که مکان بارهای الکتریکی استاتور روی گرادیان یونی تولید شده توسط نانوپمپ تاثیر می گذارد. در پایان مشاهده کردیم که گرادیان یونی تولید شده توسط نانوپمپ باعث ایجاد یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین غشایی در دو سمت نانوپمپ می-شود.