پژوهشگر دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی در تحقیقی تئوری به بررسی برهم‌کنش دینامیکی بین دو نانولوله‌ی کربنی عمود برهم پرداخته است. نتایج این کار در طراحی نانوحسگرها، نانوابزارهای پزشکی و یا الکترومکانیکی قابل استفاده خواهد بود.
دانشگاه صنعتی خواجه نصیر: بررسی برهم‌کنش دینامیکی بین دو نانولوله‌ی کربنی
نانولوله‌های کربنی به دلیل ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مطلوب خود، در چند دهه‌ی اخیر مورد توجه و استفاده‌ی گسترده‌ای قرار گرفته‌اند. اگرچه سنتز نانولوله‌ها به دو صورت افقی و عمودی بررسی شده است، اما تا کنون به رشد و حتی مدل‌سازی مجموعه‌ای متشکل از هر دو ساختار افقی و عمودی پرداخته نشده است. ساختارهای جنگلی و غشایی نانولوله‌های کربنی دارای کاربردهای گسترده‌ای در ساخت نانوحسگرها، قطعات نانوالکترومکانیک و مهندسی پزشکی است. بنابراین، شناخت رفتار مکانیکی آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
دکتر کیوان کیانی، با اشاره به اینکه شناخت رفتار مکانیکی یک سیستم متشکل از دو نانولوله‌ی کربنی تک جداره در مجاورت یکدیگر، مقدمه‌ای بر شناخت رفتار مکانیکی نانوساختارهای جنگلی و غشایی خواهد بود، افزود: «در این طرح، تلاش شده تا مدل‌های مکانیکی مناسبی به منظور لحاظ نمودن نیروی واندروالسی بین دو نانولوله‌ی کربنی تک جداره در مجاورت یکدیگر و نیز بررسی اندرکنش دینامیکی بین آن‌ها ارائه شود.»
کاربرد نتایج این طرح در طراحی و تحلیل نانو غشاها و نانو قطعات الکترومکانیکی مبتنی بر ساختار نانولوله‌های کربنی یک و چند جداره خواهد بود.
به گفته‌ی این محقق، در مدل ارائه شده، تغییر در نیروی واندروالسی به واسطه‌ی جابجایی عرضی نسبی دو نانولوله محاسبه شده و تأثیر آن در روابط حرکت نانوساختارهای شامل نانولوله‌های عمود بر هم وارد شده است.
کیانی در ادامه افزود: «تا کنون هیچ مدل مکانیک محیط پیوسته مناسبی برای بررسی اندرکنش دینامیکی بین دو نانولوله‌ی کربنی ارائه نشده بود. دلیل اصلی این امر، پیچیدگی‌های مربوط به در نظر گرفتن نیروی واندروالسی بین دو نانولوله‌ی مرتعش بود. در این کار تحقیقاتی، ایده‌ی استفاده از چگالی نیروی واندروالسی مطرح و انرژی کرنشی الاستیک آن ارائه شده است.»
تأثیر تغییر شکل‌های برشی بر فرکانس اصلی نانوسیستم و توانایی تئوری غیر موضعی تیموشنکو در پیش بینی نتایج حاصل از تئوری غیر موضعی مرتبه بالای برشی، از دیگر نتایج جدید این کار تحقیقاتی است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر کیوان کیانی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- است که نتایج آن در مجله‌ی Composite Structures (جلد ۱۲۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۴۴ تا ۱۵۸) به چاپ رسیده است.
دکتر کیوان کیانی، با اشاره به اینکه شناخت رفتار مکانیکی یک سیستم متشکل از دو نانولوله‌ی کربنی تک جداره در مجاورت یکدیگر، مقدمه‌ای بر شناخت رفتار مکانیکی نانوساختارهای جنگلی و غشایی خواهد بود، افزود: «در این طرح، تلاش شده تا مدل‌های مکانیکی مناسبی به منظور لحاظ نمودن نیروی واندروالسی بین دو نانولوله‌ی کربنی تک جداره در مجاورت یکدیگر و نیز بررسی اندرکنش دینامیکی بین آن‌ها ارائه شود.»
کاربرد نتایج این طرح در طراحی و تحلیل نانو غشاها و نانو قطعات الکترومکانیکی مبتنی بر ساختار نانولوله‌های کربنی یک و چند جداره خواهد بود.
به گفته‌ی این محقق، در مدل ارائه شده، تغییر در نیروی واندروالسی به واسطه‌ی جابجایی عرضی نسبی دو نانولوله محاسبه شده و تأثیر آن در روابط حرکت نانوساختارهای شامل نانولوله‌های عمود بر هم وارد شده است.
کیانی در ادامه افزود: «تا کنون هیچ مدل مکانیک محیط پیوسته مناسبی برای بررسی اندرکنش دینامیکی بین دو نانولوله‌ی کربنی ارائه نشده بود. دلیل اصلی این امر، پیچیدگی‌های مربوط به در نظر گرفتن نیروی واندروالسی بین دو نانولوله‌ی مرتعش بود. در این کار تحقیقاتی، ایده‌ی استفاده از چگالی نیروی واندروالسی مطرح و انرژی کرنشی الاستیک آن ارائه شده است.»
تأثیر تغییر شکل‌های برشی بر فرکانس اصلی نانوسیستم و توانایی تئوری غیر موضعی تیموشنکو در پیش بینی نتایج حاصل از تئوری غیر موضعی مرتبه بالای برشی، از دیگر نتایج جدید این کار تحقیقاتی است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر کیوان کیانی- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- است که نتایج آن در مجله‌ی Composite Structures (جلد ۱۲۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۴۴ تا ۱۵۸) به چاپ رسیده است.
