---

با توجه به یافته های جدید، نقش نانوتوپوگرافی ریزمحیط سلول بر عملکرد و سرنوشت آن، بیش از پیش اهمیت یافته است. از این رو، تهیه نانوساختارهای زیست سازگار بعنوان بستر کشت سلول و در مرحله بعد، تعیین دقیق ویژگی های فیزیکی و هندسی آن ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این راستا هرچند میکروسکوپ نیروی اتمی، در تعیین خصوصیات نانوالگو(Nanopattern) های مورد استفاده برای کشت سلول، کاربردی گسترده یافته، اما توانایی های آن برای مطالعه ساختار نانوالیاف الکتروریسی شده (Electrospun nanofibers) بطور جدی مطالعه نشده است. در تحقیق حاضر، نانوالیاف زیست سازگار کیتوزان که با فناوری الکتروریسی تولید و بهینه شده بودند، با میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) مورد بررسی قرار گرفته، داده های حاصل از هر یک ارزیابی شدند. نتایج حاصله بیانگر این واقعیت بود که استفاده از هر کدام از این دو میکروسکوپ، مزایا و معایبی خواهد داشت. بعنوان اولین نکته، در حالی که فرآیند های آماده سازی و روبش نمونه در SEM می تواند سبب تخریب ساختار طبیعی الیاف گردد، AFM به هیچگونه تیمار نمونه نیازی ندارد. در حالی که مهمترین کاربردهای SEM در بررسی ساختارهای نانوفیبری شامل بررسی سریع شکل، جهت گیری، قطر و یکنواختی الیاف است، تصویربرداری سه بعدی با AFM، تعیین درجه زبری سطح، درجه زبری در طول لیف و تعیین ضخامت بافت تولید شده را ممکن می سازد. علاوه بر این، با رعایت پاره ای ملاحظات تکنیکی، AFM می تواند در تخمین قطر میانگین نانوالیاف، به خوبی SEM عمل نماید.

---

---

در این مقاله، اصطکاک در سطوح تماسی با توزیع زبری تصادفی در مقیاس نانو مدل‌سازی و شبیه‌سازی شده است. بدین منظور، ابتدا مدل اصطکاکی توسعه یافته AMM برای تماس سطوح تخت صاف/تخت زبر بر اساس مدل تماسی JKR، مدل اصطکاکی HK، و توزیع زبری تصادفی گرینوود-ویلیامسون یا GW استخراج شده است. طبق نتایج شبیه سازی، مدل اصطکاکی توسعه یافته AMM با در نظر گرفتن نیروهای سطحی مقیاس نانو، نیروی اصطکاکی بزرگتری را در مقایسه با مدل اولیه AMMپیش بینی می‌کند و از دقت بالاتری برخوردار است. در ادامه، مدل بدست آمده برای تعیین اصطکاک بین سطح کروی صاف/تخت زبر و نهایتا اصطکاک نوک سوزن میکروسکوپ نیروی اتمی روی سطح زبر تعمیم داده شده و تاثیر پارامترهای هندسی سطح شامل انحراف معیار ارتفاع زبری‌ها و شعاع نوک قله زبری‌ها بر نیروی عمودی، نیروی اصطکاکی، و نهایتا ضریب اصطکاک نوک سوزن میکروسکوپ اتمی و سطح زبر بررسی شده است. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی نشان می‌دهند که نیروی عمودی و نیروی اصطکاکی با افزایش مقدار انحراف معیار ارتفاع زبری‌ها افزایش می‌یابد، در حالی که ضریب اصطکاک با افزایش مقدار انحراف معیار کاهش پیدا می‌کند. بعلاوه، نیروهای عمودی و اصطکاکی و نیز ضریب اصطکاک با افزایش شعاع نوک برجستگی‌ها افزایش می‌یابند. همچنین، مشاهده می‌شود که تاثیر تغییرات انحراف معیار ارتفاع زبری‌ها بر متغیرهای اصطکاکی بیشتر از تاثیر تغییرات شعاع قله زبری‌ها می‌باشد.

---

در این مقاله به توسعه و مدلسازی تئوریهای تماسیالاستیک – پلاستیک جهت نانوباکتری‌های نرم کروی شکل به منظور کاربرد در منیپولیشن میکرو/نانوذرات زیستی مختلف بر پایه ی میکروسکوپ نیروی اتمی پرداخته شده است. ابتدا شبیه سازی تماس الاستیک برای سه دسته نانوباکتری اپیدرمیدیس، سالی‌ویروس و آئروس با استفاده از مدل تماسی هرتز و المان محدود پرداخته شد. مقایسه نتایج شبیه سازی تماس الاستیک با نتایج آزمایشگاهی موجود نشان داد که در نظر گرفتن حالت الاستیک برای شبیه سازی تماس نانوذرات زیستی مناسب نیست و نتایج نادرستی را در اختیار قرار می‌دهد. از این رو در این مطالعه به توسعه و شبیه سازی تئوری‌تماسی الاستیک – پلاستیک چانگ جهت کاربرد در شبیه سازی مکانیک تماس به منظور کاربرد در شبیه سازی منیپولیشن پرداخته شد. مقایسه شبیه سازی تئوری تماسی چانگ با نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج حاصل از شبیه سازی تماسی چن و همکارانش نشان داد که تئوری الاستیک – پلاستیک کامل چانگ نتایج مطلوبی را در اختیار قرار می‌دهد. مقایسه نمودار شعاع تماس بر حسب عمق نفوذ در دو تئوری هرتز و چانگ نشان داد که میزان شعاع تماسی ایجاد شده در حالت الاستیک – پلاستیک از میزان شعاع تماسی ایجاد شده در حالت الاستیک بیشتر می‌باشد.

---

امروزه یکی از بحـث هایی که در دنیای نانو مطرح است، بحث جابه‌جایی یا منیپولیشن نانوذرات است. این بحث به این دلیل مهم است که می توان با جابه‌جایی نانوذرات، ساختاری متفاوت ازآنچه درحال‌حاضر در دسترس است، را به دست آورد. لذا برای رسیدن به این مهم از پروب میکروسکوپ نیروی اتمی به‌عنوان منیپولاتور استفاده می‌شود. به این طریق که با استفاده از آن، نانوذرات با کشیدن و یا راندن روی سطح، جابه‌جاشده و به نقطه‌ی مطلوب رسانده می‌شوند. اگر نیروی وارده بیش‌ازحد نیاز باشد، نانوذره پس از ایستادن پروب میکروسکوپ نیروی اتمی همچنان به حرکت خود (لغزشی یا غلتشی) ادامه داده و از نقطه‌ی مطلوب نهایی دور می‌شود. از طرف دیگر، اگر نیروی وارده کم باشد، به‌طوری‌که نتواند بر نیروی اصطکاک ایستایی غلبه کند، نانوذره هیچ حرکتی نخواهد داشت. پس پیدا کردن نیروی بهینه در امر نانومنیپولیشن از اهمیت بالایی برخوردار‌است. در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی دینامیکی نانوذره، معادلات حاکم بر نانوذره در هنگام منیپولیشن استخراج و شبیه‌سازی شده تا با استفاده از آن‌ها بتوان نیروی بحرانی و زمان بحرانی را برای نانوذرات طلا، مخمر و پلاکت در محیط های گازی، آبی، الکلی و پلاسما محاسبه کرد. با مقایسه‌ی نتایج به دست آمده، نتیجه‌گیری می‌شود که حرکت ذرات در محیط‌های مختلف بیولوژیکی با تأخیر زمانی و نیروی بحرانی بیشتر نسبت به محیط گازی صورت می‌گیرد.

---

در این تحقیق، مدول الاستیک نانوکامپوزیت‌های نانوسلولز/پلی لاکتیک اسید به دست آمده توسط دو روش آزمون کشش استاندارد (ASTM) و آزمون نانوسختی سنجی با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفت. نانوسلولز بکار رفته، با استفاده از روش مکانیکی از الیاف لینتر پنبه تهیه گردید و به نسبت وزنی ۳ و ۵% به دو روش افزودن مستقیم و تکنیک مستربچ مورد استفاده قرار گرفت. سپس ویژگی‌‌های کششی نانوکامپوزیت‌های ساخته شده با استفاده از مستربچ و بدون آن، مطالعه گردید. نتایج آزمون کشش نشان داد که استفاده از مستربچ، سبب بهبود مدول کششی، استحکام کششی و کرنش در شکست خواهد شد. همچنین افزایش نانوسلولز از ۳ به ۵% در نانوکامپوزیت‌های حاوی مستربچ، سبب افزایش استحکام کششی و کرنش در شکست گردید. اما افزایش نانوسلولز در نانوکامپوزیت‌های بدون استفاده از مستربچ، تاثیر معنی‌داری روی بهبود این ویژگی‌ها نداشته است. نتایج آزمون نانوسختی سنجی با میکروسکوپ نیروی اتمی نیز روند مشابه آزمون کشش را نشان دادند که بر این اساس، استفاده از مستربچ در نانوکامپوزیت‌ها سبب افزایش مدول الاستیک گردیده است. سپس نتایج مربوط به این دو آزمون مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مدول به دست آمده از آزمون کشش استاندارد در مقایسه با نانوسختی سنجی، مقادیر کمتری را دارا هستند.

---

در نانومنیپولیشن با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، جهت جابه‌جایی میکرو/نانوذرات مختلف، محاسبه‌ی دقیق نیرو و زمان بحرانی منیپولیشن به منظور عدم آسیب دیدن و جابه‌جایی دقیق میکرو/نانوذرات هدف، امری ضروری می‌باشد. برای رسیدن به این هدف نیاز به مدل‌سازی دقیق سینماتیک و دینامیک نانومنیپولیشن می‌باشد که پیش از این به صورت دوبعدی صورت پذیرفته است. در این مقاله به مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیک سه‌بعدی نانومنیپولیشن جهت نزدیک‌تر شدن هرچه بیشتر نتایج مدل‌سازی به نتایج حاصل از نانومنیپولیشن واقعی پرداخته شده است. برای این منظور با در نظر گرفتن شکل کروی برای میکرو/نانوذرات هدف، ابتدا روابط سینماتیک سه بعدی منیپولیشن استخراج شده است. سپس مدل تماسی جی‌کاآر جهت استفاده در منیپولیشن ارائه شده و معادلات سختی تیرک مستطیلی در سه بعد استخراج شده است. در آخرین مرحله از بخش مدل‌سازی، دینامیک سه‌بعدی حرکت میکرو/نانوذرات هدف استخراج شده و معادلات نیرو و زمان بحرانی منیپولیشن به دست آمده است. پس از آن با شبیه‌سازی معادلات به دست آمده، مقادیر نیرو و زمان بحرانی منیپولیشن سه بعدی برای دو ذره‌ی بیولوژیکی دی‌اِن‌اِی و پلاکت محاسبه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر شروع به حرکت غلتشی ذرات مورد بررسی حول محور x قبل از غلتش حول محورهای y و z و همچنین نیروی بحرانی لازم بیشتر برای جابه‌جایی ذرات دی‌اِن‌اِی نسبت به پلاکت می‌باشد.

---

در این مقاله، یک کنترل‎‏کننده مقاوم هوشمند برای کنترل کلاسی از سیستم‎‏های غیرخطی دارای عدم قطعیت و اغتشاشات خارجی کراندار با دامنه محدود پیشنهاد می‎‎گردد. روش پیشنهادی براساس ترکیب کنترل مد لغزشی ترمینال و سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی با آموزش مبتنی بر الگوریتم زنبور استوار است. برای این منظور، ابتدا یک سطح لغزش غیرخطی بر اساس روش کنترل مد لغزشی ترمینال سریع طراحی می‎گردد. این سطح لغزش به عنوان ورودی برای کنترل‏کننده هوشمند که یک سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی است، در نظر گرفته می‏‎شود و به کمک آن، قانون کنترل مد لغزشی ترمینال بدون در نظر گرفتن بخش سوئیچینگ تقریب زده می‏‎شود. در روش پیشنهادی، از الگوریتم زنبورعسل برای به‏روزرسانی وزن‏ها در سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی استفاده می‏‎گردد. از مزایای کنترل‎‏کننده پیشنهادی نسبت به کنترل‎‏کننده مد لغزشی ترمینال سریع، می‏توان به قوام کنترل‏کننده پیشنهادی در برابر عدم قطعیت و اغتشاش‏، ساختار ساده کنترل‎‏کننده، سرعت همگرایی بالاتر نسبت به روش‏‎های مرسوم مشابه و عدم وجود پدیده چترینگ در تلاش کنترلی اشاره نمود. روش مورد مطالعه بر روی سیستم میکروسکوپ نیروی اتمی که برای دستکاری نانو کاربرد دارد، شبیه‎‏سازی می‏‎گردد. نتایج شبیه‎‏سا‎زی قوام و عملکرد مناسب روش پیشنهادی را نشان می‏‎دهد.

---

امروزه میکروسکوپ نیروی اتمی، در ساخت تجهیزات میکرو/نانو به‌طور گسترده‌ای مورد توجه محققین قرار گرفته است. برای این منظور استخراج معادلات جابه‌جایی و منیپولیشن میکرو/نانوذرات امری ضروری است. اگر چه نیروهای سطحی مانند اصطکاک و چسبندگی در مقیاس ماکرو قابل چشم‌پوشی هستند، افزایش نسبت سطح به حجم در مقیاس میکرو/نانو، آن‌ها را بسیار مهم می‌کند. از مدل‌های مختلف اصطکاکی جهت جابه‌جایی دوبعدی در کارهای گذشته استفاده شده است. در این مقاله به استفاده از مدل اصطکاکی اِچ‌کا در مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیک سه‌بعدی نانوجابه‌جایی جهت نزدیک‌تر شدن هرچه بیشتر نتایج مدل‌سازی به نتایج حاصل از نانوجابه‌جایی واقعی پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا مدل‌های مهم اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته‌ و جهت کاربرد در مقیاس میکرو/نانو توسعه یافته‌اند. سپس معادلات سه‌بعدی جابه‌جایی تشریح شده و ماتریس ضرایب سختی تیرک استخراج شده است و تمامی این معادلات جهت محاسبه‌ی نیرو و زمان بحرانی جابه‌جایی ترکیب شده‌اند. در انتها با شبیه‌سازی معادلات به‌دست‌آمده، مقادیر نیرو و زمان بحرانی جابه‌جایی سه‌بعدی برای ذره طلا با استفاده از مدل اصطکاکی اِچ‌کا محاسبه شده است. نتایج به‌دست‌آمده بیانگر شروع به حرکت غلتشی ذره مورد بررسی حول محور x قبل از غلتش حول محور y و همچنین لغزش در راستای محور y قبل از لغزش در راستی محور x می‌باشد.

---

امروزه جابه‌جایی میکرو/نانوذرات مورد توجه بسیار جهت ساخت ابزارهای مختلف در مقیاس میکرو/نانو و کاربرد در علوم پزشکی و زیستی است. پروب میکروسکوپ نیروی اتمی بسیار رایج برای جابه‌جایی دقیق در مقیاس ابعاد کوچک است. در حین نانومنیپولیشن، میکرو/نانوذرات می‌توانند به نقطه‌ی مطلوب نهایی با دقت بسیار بالایی با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی در مود تماسی با کنترل دقیق پروب آن جابه‌جا شوند. در این مقاله با انتخاب مناسب ورودی گشتاور اعمالی به رأس پروب، به کنترل انحراف از مرکز پروب و مشاهده‌ی میزان جابه‌جایی پروب از راستای قائمش پرداخته شده است، تا در هنگام جابه‌جایی، میکرو/نانوذره همواره با پروب در تماس باشد. محیط‌های مایع مختلف (آب، الکل و پلاسما) با میکرو/نانوذرات مختلف اعم از زیستی و غیرزیستی جهت این مطالعه به کار گرفته شده است. علاوه بر این، با استفاده از کنترل مود لغزشی، پروب میکروسکوپ نیروی اتمی در محیط‌های آب، الکل و پلاسما استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که زمان لازم برای کنترل میکرو/نانوذرات مختلف در محیط پلاسما کمتر از محیط آب است؛ همچنین زمان مورد نیاز در محیط آب کمتر از محیط الکل می‌باشد.

---

به‌منظور بررسی اثر داروها بر روی ویروس‌ها، اثرات متقابل بین پروتئین‌ها و ایجاد تغییرات مطلوب ژنتیکی بر روی دی‌ان‌ای موجودات، بررسی هرچه دقیق‌تر این ذرات بیولوژیکی یکی از کلیدی‌ترین نیازهای امروزه‌ است. در این مسیر، شناسایی خواص مکانیکی این ذرات و همچنین نحوه‌ی رفتار مکانیکی آن‌ها در شرایط متفاوت نیز یک ضرورت به‌حساب می‌آید. منیپولیشن ذرات زیستی در ابعاد نانو یکی از فرایندهای مهم در بررسی رفتار نانوذرات بیولوژیکی است؛ زیرا بررسی میزان نیروی وارده، میزان تغییرشکل و بررسی احتمال تخریب در ذره می‌تواند اطلاعات سودمندی را در اختیار ما قرار دهد. در این مقاله به شبیه‌سازی دینامیک مولکولی فرآیند نانومنیپولیشن سه ذره‌ی زیستی مختلف (ویروس، پروتئین و دی‌ان‌ای تک‌رشته‌ای) بر پایه‌ی نانو ربات میکروسکوپ نیروی اتمی پرداخته‌شده است. هدف، یافتن اثر جنس زیرلایه بر روی نیروی وارده بر نانوذره و همچنین بررسی احتمال تخریب آن است. برای این منظور از سه زیرلایه‌ی مختلف با جنس‌های سیلیکون، گرافن و طلا استفاده‌شده است. دلیل انتخاب این زیرلایه‌ها فراوانی استفاده از آن‌ها در فرایندهای آزمایشگاهی و همچنین عدم واکنش با ذرات زیستی است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین نیروی وارد به ذره، متعلق به فرایند منیپولیشن بر روی زیرلایه‌ی طلایی است و احتمال تخریب نیز در این حالت بسیار زیاد است. در مقایسه‌ی بین زیرلایه‌های گرافنی و سیلیکونی نیز مشخص می‌شود که نیروی منیپولیشن و تغییرشکل ذره بر روی زیرلایه‌ی گرافنی بیشتر از زیرلایه‌ی سیلیکونی است.

---

در این پژوهش رفتار غیر خطی میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی غوطه‌ور درون استون، آب، تتراکلورید کربن و بوتانول، با در نظر گرفتن تئوری غیرکلاسیک گرادیان کرنشی مورد بررسی قرار می‌گیرد. این تئوری شامل پارامتر مقیاس طولی مواد است که اثر اندازه را در بررسی رفتار سیستم در نظر می‌گیرد. رفتار غیرخطی میکرو تیر میکروسکوپ نیروی اتمی ناشی از غیرخطی‌گری موجود در نیروی دافعه/جاذبه واندروالس بین نوک پروب و نمونه می باشد. رفتار میکروتیر غوطه‌ور در سیال به دلیل وجود نیروی هیدرودینامیکی به طور کلی با رفتار آنها در هوا و خلاء متفاوت است. در این مقاله پاسخ فرکانسی، شکل مود، معادلات حرکت پاره‌ای و معمولی، شرایط مرزی، تحلیل پایداری ، تابع پتانسیل و همچنین صفحه فاز سیستم به صورت تحلیلی بدست می‌آید. علاوه بر این نتایج مدل فعلی با تئوری تنش کوپل بهبود یافته مقایسه شده است. برای این منظور میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی و نوک پروب متصل به انتهای آزاد آن به صورت یک جرم متمرکز در نظر گرفته می‌شود. انتهای گیردار این میکروتیر از طریق المان پیزوالکتریک به صورت هارمونیک تحریک شده و معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت میکروتیر با در نظر گرفتن تئوری تیر اویلر برنولی و همچنین با استفاده از اصل همیلتون بدست می‌آید. با استفاده از روش گلرکین فرم دیفرانسیل معمولی معادله حرکت سیستم بدست خواهد آمد و با استفاده از رویکرد انحراف جزئی به صورت تحلیلی حل خواهد شد.

---

در این پژوهش، استفاده از فرکانس‌های تشدید بالاتر برای تحریک میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی در حالت غیرتماسی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. روش‌های رایج مدلسازی ارتعاشات غیرخطی مانند معادلسازی با سیستم گسسته‌ی جرم و فنر علاوه بر دقت پایین به دلیل در نظر نگرفتن پیوستگی تیر قابلیت انطباق با مودهای بالاتر را ندارند. در این مقاله، ابتدا معادله‌ی حاکم بر ارتعاشات غیرخطی میکروتیر با استفاده از اصل همیلتون تعمیم‌یافته و بر مبنای فرضیات تیر اویلر-برنولی و تغییر شکلهای کوچک به‌دست آمده است. معادله‌ی حاصل معادله‌ای با مشتفات جزئی و شرایط مرزی غیرخطی است. روش متداول در حل چنین معادلاتی، تبدیل معادله‌ی جزئی به معادلات دیفرانسیل معمولی با استفاده از روشهای کاهش مرتبه می‌باشد. اما در پژوهش حاضر معادله با مشتقات جزئی به‌طور مستقیم و بدون استفاده از روشهای کاهش مرتبه با روش اغتشاشات حل شده است. همچنین با حل عددی معادله دیفرانسیل معمولی حاصل از روش گلرکین صحت روابط به‌دست آمده از روش اغتشاشات بررسی و مورد تایید قرار گرفته است. رفتار میکروسکوپ در حالت استاتیکی، شکل‌مودهای خطی میکروسکوپ، معادلات حاکم بر هارمونیک صفر، اصلی و دوم در طول میکروتیر و همچنین پارامترهای تاثیرگذار بر بیشینه دامنه‌ی سوزن در هر مود و فرکانسی که بیشینه‌ی دامنه‌ در آن اتفاق می‌افتد بررسی شده‌ است. مشاهده ‌می‌شود که با بالاتر رفتن شماره مود، جابجایی غیرخطی فرکانس تشدید کوچک‌تر می‌شود. اما مودها و هارمونیک‌های بالاتر نسبت به فرکانس تشدید اول سرعت بیشتری در ثبت اطلاعات نمونه دارند و همچنین به دلیل حساسیت بیشتر به دامنه‌ی تحریک کوچکتری نیاز دارند.

---

---

---

---

---

---

شناسایی خواص سلول به‌منظور جداسازی بافت‌های سالم و آسیب‌دیده‌ی سلول‌های زیستی، جابه‌جایی و منیپولیشن سلول‌ها و میکرو/نانو ذرات مختلف، تصویربرداری و شناسایی شکل سلول‌ها و سطوح مختلف از کاربردهای جدید میکروسکوپ‌های نیروی اتمی می‌باشد که امروزه استفاده از میکروسکوپ‌های نیروی اتمی را گسترش داده است. در مدل‌سازی منیپولیشن میکرو/نانو ذرات، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، یکی از نکات مهم استفاده از مدل تماسی مناسب و دقیق می‌باشد. ازآنجاکه در منیپولیشن سه‌بعدی، میکرو/نانوذره بین تیرک و صفحه‌ی مبنا قرار دارد، لذا تئوری‌های تماسی باید به دو بخش تقسیم شوند. بخش اول تماس بین صفحه‌ی مبنا و میکرو/نانوذره می‌باشد و بخش دیگر تماس بین میکرو/نانوذره و نوک سوزن تیرک می‌باشد. در این پژوهش به استخراج مدول یانگ بافت سرطانی معده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی به‌منظور شناسایی بافت پرداخته‌شده است. برای این منظور دو مدل تماسی هرتز و جی‌کاآر جهت استخراج مدول یانگ توسعه داده‌شده‌اند. در یک آزمایش تجربی پس از جداسازی سلول‌ها از بافت سرطانی معده با استفاده از تیرک مستطیلی شکل و سوزن‌های هرمی و کروی میکروسکوپ نیروی اتمی نمونه‌ها مورد آزمایش قرار گرفتند و نمودارهای نیرو-عمق نفوذ به‌دست‌آمده است سپس با استفاده از روش نصف کردن و نرم‌افزار متلب به تحلیل داده‌ها پرداخته شد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از نمودار نیرو-عمق‌نفوذ می‌توان ضریب فنری ظاهری برای سلول مدلسازی کرد زیرا شیب این نمودار خطی است. حدود مدول یانگ بافت مورد نظر، با توجه به نمودارهای به‌دست‌آمده از مقایسه نتایج تجربی مستخرج از میکروسکوپ نیروی اتمی و نتایج تئوری تماسی هرتز و جی‌کاآر ۲۵±۳۲۵ KPa به‌دست‌آمده است.

---

در این مقاله رفتار دینامیکی غیرخطی تیرک میکروسکوپ نیروی اتمی در حالت غوطه­ور در محیط مایع مدل­سازی شده است. برای ارتقای مدل، حداکثر جزئیات لازم برای تیرک و سطح نمونه در نظر گرفته شده است. با توجه به اهمیت میکروسکوپ نیروی اتمی در تحلیل و عکس­برداری از سطوح مختلف، داشتن یک مدل نظری جامع و کامل به منظور تفسیر و تحلیل تصاویر گرفته­شده، پیشگویی درباره نتایج حاصل از تحلیل سطوح و حتی انتخاب حالت کاربردی برای میکروسکوپ، مخصوصاً در محیط­های مایع و زیستی امری ضروری است. به منظور مدل­سازی ارتعاشی تیرک برخلاف مدل­های قبلی به جای نظریه تیر اولر- برنولی از مدلی دقیق­تر یعنی نظریه تیر تیموشنکو، که اثرهای تغییر شکل برشی و لختی چرخشی را در نظر می­گیرد، استفاده شده است. در مدل­سازی جزئیاتی همچون ضخامت تیرک، طول و عرض تیرک، زاویه بین تیرک و سطح نمونه، سفتی­های نسبی عمودی و مماسی، ارتفاع نوک هرمی نصب­شده به انتهای تیرک، نسبت شیب عرضی، نسبت شیب ارتفاعی، زمان و لزجت سیال به عنوان محیط در نظر گرفته‌شده‌اند. در شرایط مرزی از مدل غیرخطی نیروی بین تیرک و سطح نمونه بر مبنای نظریه برخورد هرتز استفاده شده است. برای حل معادله­های غیرخطی از روش عددی مشتقات مربعی استفاده و به طور کلی رفتار نرم شوندگی برای تمامی نمونه­ها مشاهده شده است. تتراکلرید کربن، آب، متانول و استون به عنوان محیط­های مایع به‌کاربرده برده شده است. نتایج نشان می­دهند که با افزایش لزجت سیال به عنوان محیط، بسامد تشدید تیرک کاهش می­یابد. متغیر زمان، تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر بسامد تشدید تیرک ندارد. در ادامه، نتایج نظری با مدل آزمایشگاهی برای یک تیرک نمونه در محیط­های آب و هوا در هر دو حالت تماسی و غیر تماسی مقایسه شده است و مقایسه آن­ها سازش خوبی را نشان می­دهد.