بررسی ومدل سازی ریاضی نانوماشین ها با استفاده از پدیده های مولکولی در سلول های زیستی

نانو تکنولوژی دانش بدون مرزی است که می تواند کاربردهای نامحدود و جدیدی در سایر علوم داشته باشد. تحقیقات بسیار زیادی در زمینه نانو تکنولوژی و دستاوردهای جدید بدست آمده در بیولوژی ملکولی باعث ایجاد نوآوری هایی در زمینه بیو- نانو شده است. تمامی سلولهای اندامهای زنده شامل سیستمهای انتقالی پیچیده ای هستند که پایه آنها موتورهای ملکولی قادر به حرکت می باشند. موتورهای ملکولی پاسخگوی بسیاری از فرایندهای دینامیکی برای انتقال تک ملکولها در فواصل کوچک هستند که این کار باعث حرکت و رشد سلولها می گردد. این موتورهای ملکولی در واقع نانو موتورهای بسیار پیچیده ای هستند که به خاطر سایز کوچک، ساختار کامل و بازدهی بالا دارای وضعیت ایده آلی می باشند. فهم عملکرد این موتورهای ملکولی امکان یافتن کاربردآنها به عنوان نانو روبوتها را فراهم می کند. در واقع تقلید از موتورهای ملکولی جهت ساخت بایو-نانو روبوتها و نانو ماشینها برای انجام فعالیتهای اختصاصی یکی از اهداف جدید و بلند مدت علم نانو-بیوتکنولوژی است. تقریبا بیشتر کارهایی که در این زمینه انجام شده است به دلیل جدید بودن موضوعات بیشتر بصورت آزمایشگاهی و تجربی بوده است و فعالیتهای بسیار کمی در زمینه مطالعات مدلسازی و شبیه سازی بیو- نانو صورت گرفته است. با توجه به موارد مذکور در این تحقیق سعی شده است که به یک مفهوم تئوری عمومی از نانو ماتریسها و ارتباطات در ابعاد نانو در نانو ماشینها دست یافته و بر این اساس به توصیف بعضی از اصول اساسی که در معماری (ساختار و توپولوژی) برخی نانو ماشینها می تواند موجود باشد بپردازیم. ارتباطات نانو ماشینها به دو صورت خشک و تر تعریف می شود که در این تحقیق بطور مختصر به آنها پرداخته خواهد شد. از تکنیکهای تر می توان به ارتباطات ملکولی در سلولها اشاره نمود. در ادامه به بررسی مفصل ارتباطات ملکولی در سلولهای زیستی پرداخته شده و مدلهای موجود در این ارتباطات بدست آمده است با استفاده از داده های آزمایشگاهی صحت و دقت این مدلها را مورد آزمون قرار داده شده است که این کار با کد نویسی با استفاده از یک نرم افزار قوی ریاضی مثل matlab انجام شده است و نتایج بدست آمده از مدلها مورد پردازش و بحث قرارگرفته است. کلمات کلیدی: مدلسازی، نفوذ، نانو ماشینه اهداف تحقیق با توجه به اینکه نوآوری در این تحقیق بیشتر مربوط به ارائه مدلهای مناسب بر اساس معادلات و روابط ملکولی در سلولهای زیستی برای تشریح عملکرد نانو ماشینها توسط یک نرم افزار ریاضی می باشد، در این تحقیق به دنبال اهداف زیر هستیم: 1- بررسی و توسعه مدلهایی برای تشریح و پیش بینی ارتباطات بین نانو ماشینها با استفاده از معادلات و پدیده های حاکم در ملکولهای زیستی. 2- بدست آوردن مدلهای ریاضی مناسب برای تجزیه و تحلیل ارتباطات از طریق نفوذ مولکولی در ساختارهای نانو به کمک نرم افزارهای ریاضی. 3- امکان سنجی و بررسی ایده های جدید برای استفاده از نتایج مدلسازی دربررسی شبکه های نانویی.