مدلسازي و شبيه سازي مسير حركت در نانو منيپوليشن ذرات بيولوژيكي استوانه اي شكل

كارشناسي ارشد

چكيده لمس فيزيكي نانوذرات توسط ميكروسكوپ نيروي اتمي جهت سنجش خواص سلول بيولوژيكي به عنوان روشي نوين و موفق در كنار روش¬هاي تصويربرداري، پرتوزايي، شيمايي و ميكروسيالاتي مطرح مي¬باشد كه امكان هدايت نانوذرات را از مسير بهينه به همراه كنترل دقيق فرآيند با حداقل تهاجم فراهم مي¬نمايد. اين پايان¬نامه شامل دو فاز كلي مي¬باشد. در فاز اول با استفاده از مدل¬هاي تماسي جديد به مدلسازي و شبيه¬سازي منييپوليشن نانوذرات بيولوژيكي در هندسه¬هاي كروي (دوبعدي) و استوانه¬اي (سه¬بعدي) پرداخته مي¬شود، كه پس از محاسبه نيرو-زمان بحراني و استخراج نمودار¬هاي مربوطه، صحت-سنجي نتايج انجام شده و در پايان نحوه تأثير پارامترها بر نتايج مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد. در فاز دوم كه موضوع اصلي اين تحقيق مي¬باشد به حل مسئله بهينه¬سازي "يافتن مسير بهينه در منيپوليشن سه¬بعدي نانوذرات بيولوژيكي استوانه¬اي" پرداخته مي¬شود. ابتدا ساختار محاسباتي حل مسئله بيان شده، سپس نحوه طراحي ميدان حركت كه همان محيط بيولوژيكي مي¬باشد، با قرار دادن تصادفي انواع موانع و اعمال ناهمواري سطح پيچيده طراحي مي¬گردد. با به خدمت گرفتن الگوريتم جستجوي موضعي توأم با جستجوي گروهي، كليه مسيرهاي ممكن شناسايي شده و فرآيند بهينه¬سازي جهت يافتن مسير بهينه انجام مي¬شود. مسير بهينه مسيري است كه كوتاه‌ترين طول مسير را در ميان كليه مسيرها به خود اختصاص داده، از هموارترين نقاط ميدان عبور نموده و برخوردي با هيچ يك از موانع نداشته و حدالمقدور بيشترين فاصله را با موانع دارد. در پايان صحت¬سنجي نتايج انجام شده و ميزان تأثير پارامتر ناهمواري سطح بررسي مي¬گردد. واژه¬هاي كليدي: منيپوليشن سه¬بعدي، نانوذرات بيولوژيكي، مدل¬هاي تماسي بيولوژيكي، مسير بهينه، ناهمواري سطح بيولوژيكي، ميدان حركت زيستي.

188314

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم