معین طاهری

میکروسکوپ نیروی اتمی به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در نانوفناوری، کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های زیستی، پزشکی و مهندسی مواد یافته است. با استفاده از AFM امکان بررسی دقیق خواص مکانیکی ساختارهای زیستی فراهم شده است. در این پژوهش، فرایند منیپولیشن نانوذرات زیستی در فاز آغازین حرکت با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) به‌صورت ترکیبی از تحلیل عددی و آزمایش تجربی بررسی شده است. هدف اصلی، مطالعه‌ی تأثیر پارامترهای هندسی تیرک و سوزن بر زمان بحرانی فاز اول و توسعه‌ی مدلی دقیق برای پیش‌بینی آن است. پارامترهای هندسی شامل ارتفاع، ضخامت، طول و عرض به همراه شعاع ذره به عنوان عوامل مؤثر در نظر گرفته شدند. مدل رگرسیونی مبتنی بر اثرگذاری پارامترها بر زمان بحرانی استخراج شده است. نتایج تحلیل آماری مدل پیشنهادی نشان داده است که مدل با ضریب تعیین 95.10% از دقت و اعتبار بالایی برخوردار است و با نتایج تجربی مطابقت کامل دارد. همچنین، با نمودارهای کانتور، رفتار سیستم در برابر تغییرات ترکیبی متغیرها مدل‌سازی شد. نتایج نشان داده است که افزایش ارتفاع سوزن و شعاع ذره باعث افزایش زمان بحرانی می‌شود. همچنین، نمودار تغییرات نیروی منیپولیشن نشان می‌دهد که نیروی کل وارد بر ذره تا زمان حدود 60 میلی‌ثانیه به‌صورت پیوسته افزایش یافته و سپس به حالت پایدار می‌رسد. این نقطه از نظر زمانی با آستانه نیروی بحرانی تطابق داشته و صحت مدل‌ رگرسیونی را تأیید می‌کند.