Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου
Σε αυτή τη Διπλωματική εργασία μελετάται η ταλαντωτική συμπεριφορά μιας κυκλικής πλάκας γραφενίου προκειμένου να διαπιστωθεί αν μπορεί να λειτουργήσει σαν νανομηχανική συσκευή ανίχνευσης μάζας. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ένα μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Σε αυτό το μοντέλο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2014
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/7871 |
| id |
nemertes-10889-7871 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-78712022-09-05T04:45:09Z Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου Τσιαμάκη, Ανδρονίκη Ανυφαντής, Νικόλαος Νικολακόπουλος, Παντελής Σκαρλάτος, Δημήτριος Μούρτζης, Δημήτριος Tsiamaki, Androniki Κυκλικό γραφένιο Αισθητήρες μάζας Ταλαντώσεις Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων Circular graphene Mass sensors Vibrations Finite elements method 547.61 Σε αυτή τη Διπλωματική εργασία μελετάται η ταλαντωτική συμπεριφορά μιας κυκλικής πλάκας γραφενίου προκειμένου να διαπιστωθεί αν μπορεί να λειτουργήσει σαν νανομηχανική συσκευή ανίχνευσης μάζας. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ένα μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Σε αυτό το μοντέλο οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων και οι σχετικές κινήσεις αυτών προσομοιώθηκαν με κατάλληλα ελατήρια των οποίων η δυσκαμψία έχει υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ενέργεια δεσμού από τη θεωρία των μορίων. Ακόμη, τα άτομα του άνθρακα προσομοιώνονται με μάζες στη θέση των ατόμων άνθρακα. Το αναπτυχθέν μοντέλο αναπαριστά το δίσκο του γραφενίου σαν ορθότροπο υλικό. Προκείμενου να αποκτηθεί μια καλή εικόνα της συμπεριφοράς του κυκλικού γραφενίου γίνεται αρχικά διερεύνηση της ελεύθερης ταλάντωσης για διάφορες διαμέτρους αυτού. Επιπλέον, εξετάζεται η ταλαντωτική συμπεριφορά του γραφενίου με την προσκόλληση μάζας διαφόρων μεγεθών και σε διάφορες θέσεις πάνω στο γραφένιο κατά μήκος της ακτίνας του. Η επεξεργασία των μοντέλων έχει ως αποτέλεσμα τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσης του γραφενίου και τις αντίστοιχες ιδιομορφές των φύλλων γραφενίου με ή χωρίς την προσκολλημένη μάζα παρέχοντας τα ταλαντωτικά τους χαρακτηριστικά. Επομένως, έχοντας δημιουργήσει μοντέλα για διάφορες διαμέτρους και μάζες μπορεί να εξεταστεί και να αποκτηθεί μια πλήρης εικόνα για την ενδεχόμενη ταλαντωτική συμπεριφορά του κυκλικού μονοστρωματικού δίσκου γραφενίου σαν αισθητήριο μάζας. In this Diploma thesis is studied the vibrational behavior of a circular graphene sheet so as to investigate if this can operate as a nanomechanical system of mass sensing. For this purpose a finite elements’ model was created and being used. In this model the interatomic interactions and their relative positions are simulated by equivalent spring elements whose stiffness derived by corresponding potential energies provided by molecular theory and expressing the resistance in relative movements between carbon atoms under deformation. Moreover, the inertial effects of the system are simulated by using appropriate lumped masses in atomic positions. The model created represents the graphene plate as an orthotropic material. In order to obtain a full view of the behavior of circular graphene, firstly is been done investigation of its free vibration for different diameters of the plate. After that, is studied the Vibrational behavior with a mass lying on it. The solution gives the natural frequencies and corresponding mode shapes of vibration of individual graphene sheets and graphene-attached mass systems providing their vibrational characteristics. Subsequently, assuming the geometric characteristics of graphene as well as the weight and position of the attached mass as the global design parameters, a parametric study on mass sensing characteristics is presented in order to examine the potential behavior of a circular graphene monolayer as mass sensor. 2014-07-17T14:40:52Z 2014-07-17T14:40:52Z 2013-02-25 2014-07-17 Thesis http://hdl.handle.net/10889/7871 gr 12 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κυκλικό γραφένιο Αισθητήρες μάζας Ταλαντώσεις Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων Circular graphene Mass sensors Vibrations Finite elements method 547.61 |
| spellingShingle |
Κυκλικό γραφένιο Αισθητήρες μάζας Ταλαντώσεις Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων Circular graphene Mass sensors Vibrations Finite elements method 547.61 Τσιαμάκη, Ανδρονίκη Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| description |
Σε αυτή τη Διπλωματική εργασία μελετάται η ταλαντωτική συμπεριφορά μιας κυκλικής πλάκας γραφενίου προκειμένου να διαπιστωθεί αν μπορεί να λειτουργήσει σαν νανομηχανική συσκευή ανίχνευσης μάζας. Για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ένα μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Σε αυτό το μοντέλο οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων και οι σχετικές κινήσεις αυτών προσομοιώθηκαν με κατάλληλα ελατήρια των οποίων η δυσκαμψία έχει υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ενέργεια δεσμού από τη θεωρία των μορίων. Ακόμη, τα άτομα του άνθρακα προσομοιώνονται με μάζες στη θέση των ατόμων άνθρακα. Το αναπτυχθέν μοντέλο αναπαριστά το δίσκο του γραφενίου σαν ορθότροπο υλικό. Προκείμενου να αποκτηθεί μια καλή εικόνα της συμπεριφοράς του κυκλικού γραφενίου γίνεται αρχικά διερεύνηση της ελεύθερης ταλάντωσης για διάφορες διαμέτρους αυτού. Επιπλέον, εξετάζεται η ταλαντωτική συμπεριφορά του γραφενίου με την προσκόλληση μάζας διαφόρων μεγεθών και σε διάφορες θέσεις πάνω στο γραφένιο κατά μήκος της ακτίνας του. Η επεξεργασία των μοντέλων έχει ως αποτέλεσμα τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσης του γραφενίου και τις αντίστοιχες ιδιομορφές των φύλλων γραφενίου με ή χωρίς την προσκολλημένη μάζα παρέχοντας τα ταλαντωτικά τους χαρακτηριστικά. Επομένως, έχοντας δημιουργήσει μοντέλα για διάφορες διαμέτρους και μάζες μπορεί να εξεταστεί και να αποκτηθεί μια πλήρης εικόνα για την ενδεχόμενη ταλαντωτική συμπεριφορά του κυκλικού μονοστρωματικού δίσκου γραφενίου σαν αισθητήριο μάζας. |
| author2 |
Ανυφαντής, Νικόλαος |
| author_facet |
Ανυφαντής, Νικόλαος Τσιαμάκη, Ανδρονίκη |
| format |
Thesis |
| author |
Τσιαμάκη, Ανδρονίκη |
| author_sort |
Τσιαμάκη, Ανδρονίκη |
| title |
Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| title_short |
Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| title_full |
Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| title_fullStr |
Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| title_full_unstemmed |
Ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| title_sort |
ταλαντώσεις νανοαισθητήρων κυκλικού φύλλου γραφενίου |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/7871 |
| work_keys_str_mv |
AT tsiamakēandronikē talantōseisnanoaisthētērōnkyklikouphyllougrapheniou |
| _version_ |
1771297124725555200 |
