Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
12
1
gregorian
2016
3
1
16
1
online
1
fulltext
fa
خواص ساختاری و ارتعاشات نانولوله های کربنی تحت جذب فیزیکی مولکول زیستی فلاوینمونونوکلئوتید در آب به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
The structural properties and vibrational behavior of physisorbed carbon nanotubes with flavin mononucleotide biomolecule in water using molecular dynamics simulation
به کمک شبیهسازی دینامیک مولکولی به تحلیل خواص ساختاری و ارتعاشات نانولولههای کربنی تک و دوجداره تحت جذب فیزیکی (عاملدار کردن) مولکول زیستی فلاوین مونو نوکلئوتید (FMN) پرداخته میشود و اثرات شرایط مرزی مختلف، درصد وزنی مولکول FMN، شعاع، تعداد جداره بر روی فرکانس طبیعی و تغییرات آن بررسی میگردد. با توجه به اینکه فرایند عاملدار سازی عموما در محیطهای آبی صورت میپذیرد، دو محیط خلا و آبی برای شبیهسازی در نظر گرفته شده است. در مطالعهی خواص ساختاری، با محاسبهی شعاع ژیراسیون ملاحظه میگردد که با افزایش تعداد مولکولهای FMN، شعاع ژیراسیون به صورتی خطی افزایش مییابد. همچنین، ملاحظه میگردد که وجود مولکولهای آب در محیط شبیهسازی باعث توزیع گستردهتر مولکولها در اطراف نانولوله میشود. عاملدارسازی نانولولههای کربنی فرکانس طبیعی نانولولههای کربنی را در محیط خلا، وابسته به شرایط مرزی، کاهش میدهد. این کاهش برای شرایط مرزی گیردار بسیار قابل توجهتر از نانولوله با شرط مرزی ساده و گیردار-آزاد میباشد در محیط آبی ملاحظه میگردد که برخلاف نانولولهها با شرایط مرزی گیردار و ساده، فرکانس طبیعی نانولولهها با شرایط گیردار-آزاد افزایش مییابد که مقدار تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکولهای FMN افزایش مییابد. همچنین مشاهده میشود که فرکانس نانولوله تکجداره با شعاع بزرگتر کاهش قابل توجهتری دارد. همچنین، حساسیت تغییرات میزان تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکولهای FMN برای نانولولهی دوجداره کمتر از تکجداره میباشد. همچنین ملاحظه گردید که میزان کاهش فرکانس با حضور مولکولهای آب به میزان قابل توجهی افزایش مییابد در حالی که با افزایش تعداد مولکولها، این تغییرات قابل توجه نمیباشد.
Using molecular dynamics simulations, the structural properties and vibrational behavior of single- and double-walled carbon nanotubes (CNTs) under physical adsorption (functionalization) of Flavin Mononucleotide (FMN) biomolecule are analyzed and the effects of different boundary conditions, the weight percentage of FMN, radius and number of walls on the natural frequency are investigated. As the functionalized nanotubes mainly operate in aqueous environment, two different simulation environments, i.e. vacuum and aqueous environments, are considered. Considering the structural properties, increasing the weight percentage of FMN biomolecules results in linearly increasing the gyration radius. Also, it is observed that presence of water molecules expands the distribution of FMN molecules wrapped around CNTs compared to that of FMN molecules in vacuum. It is demonstrated that functionalization reduces the frequency of CNTs, depending on their boundary conditions in vacuum which is more considerable for fully clamped (CC) boundary conditions. Performing the simulations in aqueous environments demonstrates that, in the case of clamped-free (CF) boundary conditions, the frequency increases unlike that of CNTs with fully clamped and fully simply supported boundary conditions. The value of frequency shift increases by rising the weight percentage of FMN biomolecule. Moreover, it is observed that the frequency shifts of SWCNTs with bigger radius are more considerable, whereas the sensitivity of frequency shift to the weight percentage of FMN biomolecule reduces and this is more pronounced as the simulation environment is aqueous.
ارتعاشات,خواص ساختاری,نانولولهی کربنی,جذب فیزیکی,شبیهسازی دینامیک مولکولی
Vibration,Structural properties,Carbon nanotube,Physical adsorption,Molecular dynamics simulation
144
150
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-6676&slc_lang=fa&sid=15
Shahram
Ajori
شهرام
آجری
100319475328460060292
100319475328460060292
No
دانشجوی دکتری دانشگاه گیلان
Reza
Ansari Khalkhali
رضا
انصاری خلخالی
100319475328460060294
100319475328460060294
Yes
دانشیار دانشگاه گیلان
Mansour
Darvizeh
منصور
درویزه
100319475328460060182
100319475328460060182
No
استاد دانشگاه گیلان