توسعه ی تئوری تماسی ویسکوالاستیک برای میکرو/نانوذرات زیستی استوانه ای

در اغلب تیوری های تماس، که از پرکاربردترین آن ها می توان به سه مدل هرتز،DMT و JKR اشاره کرد، ذرات زیستی به صورت جسم کروی الاستیک در نظر گرفته شده اند که این فرض مناسبی نیست. الاستیک در نظر گرفتن ذرات زیستی منجر به نادیده گرفتن تاریخچه ی بارگذاری می شود که در نتیجه ی آن، تاریخچه ی تنش ها و کرنش های وارد بر ماده مورد بررسی قرار نمی گیرد. بنابراین، در بخش اول به توسعه ی سه مدل بیان شده، از حالت الاستیک به ویسکوالاستیک در هندسه ی کروی پرداخته شد. شبیه سازی و مقایسه ی این سری تیوری با داده های تجربی به دست آمده از آزمایش دندانه گذاری سلول سرطانی MCF-10A به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی در این مقاله، نشان داد که حالت ویسکوالاستیک نسبت به حالت الاستیک پیش بینی بهتری را از رفتار نیرو-دندانه گذاری این سلول ارایه می دهد. سپس، با توجه به اینکه اکثر باکتری ها دارای هندسه ای نزدیک به استوانه هستند، اقدام به توسعه و مدل سازی تیوری های تماسی ویسکوالاستیک برای تماس یک کره و یک استوانه شد. پس از آن، به شبیه سازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک برای سه دسته ی نانوباکتری اپیدرمیدیس، سالیویروس و آیروس، با استفاده از سری دوم تیوری های توسعه داده شده پرداخته شد. مقایسه ی نتایج شبیه سازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک با نتایج آزمایشگاهی موجود (دندانه گذاری به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی)، نشان داد که در نظر گرفتن حالت الاستیک برای شبیه سازی تماس نانوذرات زیستی مناسب نبوده و نتایج غیردقیقی را ارایه می دهد. هم چنین، مقایسه ی نمودار شعاع تماس برحسب عمق دندانه گذاری در دو تیوری الاستیک و ویسکوالاستیک نشان داد که به ازای میزان شعاع تماسی ایجادشده ی یک سان، میزان عمق دندانه گذاری در حالت الاستیک از ویسکوالاستیک بیشتر است.