تاثیر اثر اندازه بر رفتار استاتیکی نانو کلیدهای الکتروشیمیایی

یکی از موضوعات جدید در زمینه ی نانو تکنولوژی، کاربرد نانودستگاه ها در سیال الکترولیت است که تحقیقات کمی در زمینه ی طراحی، ساخت و آزمایش آن ها صورت گرفته است. در نانو سازه هاچون از فاصله بین اتم ها در مقابل اندازه و ابعاد ساختار ماده نمی توان صرف نظر کرد باید اثر اندازه طول ماده در نظر گرفته شود. بر خلاف تئوری مکانیک کلاسیک ، تئوری تنش کوپل اصلاح شده با در نظرگرفتن هم زمان انتقال و چرخش ذره های ماده و مدل کردن ماده بصورت محیطی گسسته، اثر اندازه را در نظر می گیرد. در این مقاله به بررسی تأثیر تنش های کششی نیم صفحه و پسماند بر پایداری نانوکلیدهای الکترواستاتیک غوطه ور در سیال الکترولیت با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده پرداخته می شود. نیروهای وارد شده بر نانو کلید شامل نیروی بین مولکولی وان در والس، نیرویالکترواستاتیک )حاصل اعمال پتانسیل الکتریکی( و نیروی شیمیایی )ناشی از اختلاف فشار اسمزی محلول درون شبکه ای و محلول توده ای( می باشند. برای محاسبه ی نیروی شیمیایی از معادله یپواسون- بولتزمن استفاده می شود. معادله غیر خطی مرتبه ی چهارم حاکم بر نانو کلید با استفاده از روش تحلیلی تجزیه ادمین تصحیح شده حل و برای نشان دادن درستی نتایج با روش عددی مقایسهمی شود. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت یونی اختلاف بین دو تئوری کلاسیک و تنش کوپل اصلاح شده و ولتاژ نهایی افزایش اما خیز نهایی کاهش می یابد. همچنین وجود تنش پسماند باعث افزایش ولتاژ نهایی و کاهش خیز می شود، و با افزایش غلظت یونی تأثیر نیروی پسماند بر خیز ماکزیمم کاهش پیدا می کند

کلیدواژه ها:

سیال الکترولیت ، پولین ، تئوری تنش کوپل اصلاح شده ، تنش پسماند ، تجزیه ادمین اصلاح شده