بررسی رفتار نوسانی نانوذرات نقره و طلا درون نانولوله های لیپیدی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1018-ISAV2024 (R1)
نویسندگان
گروه علوم مهندسی، دانشکده ی فناوری های نوین، دانشگاه محقق اردبیلی، 44133-56318، نمین، ایران.
چکیده
این تحقیق به بررسی رفتار نوسانی نانوذرات فلزی، به‌ویژه نانوذرات نقره و طلا، درون نانولوله‌ های لیپیدی با استفاده از تقریب پیوسته و تابع پتانسیل لنارد-جونز 6-12 می‌ پردازد. نانوذره به صورت یک کره ی متراکم نمایش داده می‌ شود و نانولوله ی لیپیدی شامل 6 لایه (2 گروه ابتدایی، 2 لایه‌ی میانی و 2 گروه انتهایی) در نظر گرفته می‌ شود. به منظور تعیین برهمکنش های واندروالس بین دو نانوساختار در حال تعامل، عبارت های تحلیلی با انتگرال گیری سطحی و حجمی استخراج می‌ شوند. با صرف‌نظر از نیروهای اصطکاکی و بکارگیری روش انتگرال گیری عددی رونگه-کوتا، معادله ی حرکت به صورت مستقیم حل می‌ شود تا پاسخ های زمانی مکان و سرعت نانوذرات نقره و طلا درون نانولوله ی لیپیدی به دست آید. بر اساس اصل پایستاری انرژی مکانیکی، رابطه ای جدید برای فرکانس نوسانی نیز استخراج شده است تا فرکانس نانونوسانگر پیشنهادی را به درستی ارزیابی کند. تأثیر شرایط اولیه و پارامترهای هندسی بر روی رفتار نوسانی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان می‌دهند که نانوذره ی نقره فرکانس‌های بالاتری را نسبت به نانوذره ی طلا درون نانولوله ی لیپیدی تولید می‌ کند. علاوه بر این، مشخص شده است که تأثیر ضخامت گروه انتهایی نسبت به ضخامت گروه ابتدایی بر روی فرکانس نوسان کمتر است.
کلیدواژه ها
 
Title
On the Oscillatory Behavior of Silver and Gold Nanoparticles Inside Lipid Nanotubes
Authors
Fatemeh Sadeghi
Abstract
This research investigates the oscillatory behavior of metallic nanoparticles, specifically silver and gold nanoparticles, inside lipid nanotubes (LNTs) utilizing the continuum approximation and the 6-12 Lennard-Jones (LJ) potential function. The nanoparticle is represented as a dense sphere, and the LNT is considered to have six layers: two head groups, two intermediate layers, and two tail groups. In order to determine the van der Waals (vdW) interactions between the two interacting nanostructures, analytical expressions are derived by undertaking surface and volume integrals. Ignoring the frictional forces and utilizing the Runge-Kutta numerical integration scheme, the equation of motion is directly solved to attain the time histories of displacement and velocity of silver and gold nanoparticles inside LNTs. Based on the conservation of mechanical energy principle, a new oscillation frequency formula is also derived to precisely evaluate the frequencies of the proposed nano-oscillator. The effects of initial conditions and geometrical parameters on the oscillatory behavior of system are examined. Numerical results indicate that silver nanoparticle generates higher frequencies inside LNTs compared to gold nanoparticle. It is further found that the tail group thickness has a smaller effect on the oscillation frequency than the head group thickness.
Keywords
Metallic nanoparticles, Lipid nanotubes, continuum approximation, oscillation frequency