بررسی عددی اثر بار سطحی بر جریان یونی در نانوحسگر مبتنی بر روش سنجش پالس مقاومتی
کد مقاله : 1051-ISME
نویسندگان:
مصطفی باکویی *1، مجتبی تقی پور2
1دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف
2عضو هیثت علمی/ دانشگاه صنعتی شریف
چکیده مقاله:
پژوهش حاضر اثر بار سطحی را بر دامنه پالس و جریان یونی عبوری در نانوحفره‌های با نسبت منظری کم به کمک شبیه‌سازی عددی بررسی می‌کند.
نتایج شبیه‌سازی اثر بار سطحی دیواره بر جریان یونی نشان می‌دهد که تأثیر بار سطحی دیواره نانوحفره بر جریان یونی در نانوحفره‌های با قطر زیاد ناچیز و قابل صرف‌نظر است اما در نانوحفره‌های با قطر کم با توجه به نوع محلول الکترولیت و علامت بار سطحی دیواره، وجود بار سطحی می‌تواند موجب افزایش یا کاهش جریان یونی بشود. بنا بر نتایج از جریان یونی نانوحفره می‌توان به‌عنوان ابزاری جهت تشخیص بار سطحی آن استفاده نمود.
هم‌چنین نتایج شبیه‌سازی اثر بار سطحی نانوذره نشان می‌دهد که دامنه پالس مقاومتی که در غیاب بار سطحی نانوذره منفی است با افزایش بار سطحی ذره ابتدا کاهش خواهد یافت و در ادامه مثبت خواهد شد یعنی وجود بار سطحی ذره می‌تواند موجب تغییر جهت پالس، از پالس کاهشی به افزایشی بشود که نشان از تأثیر زیاد بار سطحی بر پالس مقاومتی دارد. علت این افزایش جریان به کمک بررسی توزیع غلظت در داخل نانوحفره توضیح داده شده است.
نتایج پژوهش حاضر اهمیت بالای بار سطحی ذره و نانوحفره بر جریان‌یونی را نشان می‌دهد. بنا بر نتایج حاصله به‌منظور استفاده از جریان یونی در تشخیص سایز نانوحفره و نانوذره باید به‌اندازه‌ی بار سطحی توجه نمود. در غیر این صورت نتایج اندازه گیری ابعادی خطای قابل توجهی خواهد داشت.
کلیدواژه ها:
روش سنجش پالس مقاومتی، بار سطحی دیواره، بار سطحی نانوذره، جریان الکتروسموتیک، نانوسیالات، نانوحفره با نسبت منظری کم
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است