پژوهشگران دانشگاه اراک با طراحی یک مدل ریاضی موفق شدند زمان بحرانی جابجایی و دستکاری ذرات میکرو و نانو را با دقت بالایی پیش‌بینی کنند.
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، این دستاورد پژوهشگران ایرانی می‌تواند به افزایش سرعت و دقت فناوری‌های نوین در حوزه نانوفناوری، از دارورسانی هدفمند تا ساخت نانوسنسورها، کمک کند.
پژوهشگران دانشگاه اراک موفق به ارائه مدلی برای تعیین زمان بحرانی در فرآیند جابجایی و دستکاری میکرو و نانوذرات شدند. این تحقیق توسط دکتر معین طاهری، دانشیار گروه مهندسی ساخت دانشگاه اراک، و فرشته غانه، دانشجوی کارشناسی این گروه، انجام شده است.
بر اساس این پژوهش، جابجایی ذرات در مقیاس نانو و میکرو با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) به‌عنوان یکی از روش‌های پیشرفته در فناوری نانو شناخته می‌شود. یکی از عوامل کلیدی در افزایش دقت و کارایی این فرآیند، کاهش زمان بحرانی دستکاری است.
در این مطالعه اثر پارامتر‌های ابعادی میکروکانتیلور AFM شامل ضخامت، عرض و طول کانتیلور و همچنین شعاع و ارتفاع نوک آن بر زمان بحرانی بررسی شد. برای تحلیل داده‌ها و توسعه مدل ریاضی، از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل رگرسیونی ارائه‌شده دارای دقت پیش‌بینی ۹۱.۰۴ درصدی است و در میان عوامل مورد بررسی، ضخامت کانتیلور بیشترین تأثیر را بر زمان بحرانی دستکاری نانوذرات دارد.
این یافته می‌تواند گامی مهم در ارتقای دقت و سرعت فناوری نانومنیپولیشن و کاربرد‌های آن در حوزه‌های مختلف نانوتکنولوژی محسوب شود.
فناوری نانومنیپولیشن (Nanomanipulation) نانومنیپولیشن یعنی گرفتن و حرکت دادن اجسام فوق‌العاده ریز در حد مولکول و اتم، با دقتی بسیار بالا، برای ساخت یا بررسی مواد و دستگاه‌های نانومتری و یکی از شاخه‌های پیشرفته فناوری نانو است که به جابجایی، کنترل و دستکاری ذرات، اجسام یا ساختار‌ها در ابعاد نانو (۱ تا ۱۰۰ نانومتر) می‌پردازد. در این فناوری از ابزار‌هایی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) یا میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) استفاده می‌شود تا بتوان ذرات بسیار ریز را با دقت اتمی حرکت داد، جابجا کرد یا حتی کنار هم قرار داد.
نانومنیپولیشن دو کار اصلی انجام می‌دهد که یکی "جابجایی دوبعدی یا سه‌بعدی ذرات (مثلاً حرکت دادن نانوذرات روی یک سطح) " و دیگری "ساخت و مونتاژ در مقیاس نانو (مثل کنار هم گذاشتن چند مولکول یا نانوذره برای ساخت یک ساختار جدید) " است.
طراحی و ساخت نانوسنسورها و نانوماشین‌ها، توسعه دارورسانی هدفمند در پزشکی، بهبود عملکرد قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی، مطالعه خواص مکانیکی و الکتریکی مواد در مقیاس نانو از کاربرد‌های این فناوری است.