@article { author = {Hosseini-Ara, Reza and Hadi, Mohsen}, title = {Design and analysis of a resonant nano-bio-sensor based on carbon nanotubes to detect viruses}, journal = {Journal of Vibration and Sound}, volume = {9}, number = {17}, pages = {69-80}, year = {2020}, publisher = {Iranian Society of Acoustics and Vibration}, issn = {2383-1839}, eissn = {2345-623X}, doi = {}, abstract = {In this study, a theoretical model based on the modified nonlocal Euler-Bernoulli is presented for the detection of biologically adsorbed particles on doubly clamped carbon nanotubes as resonant nano-bio-sensors. The basis of the work of these resonant nano-bio-sensors is the accurate calculation of the change in the resonant frequency because of the change in the mass due to the surface adsorption of the viruses. In most studies, simply supported ends have been used for simplicity of calculations, while it is almost impossible to build such supports at nano-scale. For this purpose, a doubly clamped ends was used to analyze this problem and for the first time, the closed-form vibration frequency response of a doubly clamped nano-sensor was presented according to the geometric and mechanical characteristics of the nanotubes along with nonlocal, surface and rotary inertia effects. Although many researchers have ignored the effects of surface stress and rotary inertia on the vibration analysis of nano-sensors, this study found that these effects at nano-scale played a major role in changing the frequency and accuracy of resonant nano-bio-sensors. Also, based on the obtained results, six different types of viruses were examined. Based on the sensitivity analysis, the designed nano-bio-sensor was able to separate the frequency change and identify them, consequently.}, keywords = {Carbon nanotubes,Resonant nano-bio-sensor,Nonlocal Effect,surface stresses,Rotary Inertia}, title_fa = {طراحی و تحلیل یک نانو زیست حسگر ارتعاشی بر پایه نانولوله‌ کربنی برای تشخیص ویروس‌ها}, abstract_fa = {در این پژوهش، یک مدل نظری بر اساس معادلات تیر اویلر-برنولی[i] اصلاح شده‌ی ناموضعی برای تشخیص ذرات بیولوژیکی جذب شده بر روی نانولوله‌های کربنی دو سر گیردار به عنوان یک نانو زیست حسگر ارتعاشی ارائه شده است. اساس کار این نانو زیست حسگرهای ارتعاشی، محاسبه دقیق تغییر فرکانس تشدید به دلیل تغییر جرم ناشی از جذب سطحی ویروس‌ها است. در بیشتر تحقیق‌های انجام شده برای سادگی محاسبات از تکیه‌گاه‌های دوسر مفصلی استفاده کرده‌اند، درحالی‌که ساخت چنین تکیه‌گاه‌هایی در مقیاس نانو تقریبا غیرممکن است. به این منظور از تکیه‌گاه‌ دو سر گیردار برای تحلیل این مسأله استفاده شده است و برای نخستین بار، پاسخ بسته فرکانس ارتعاشی یک نانوحسگر دوسر گیردار بر حسب مشخصات هندسی و مکانیکی نانولوله به همراه اثرهای ناموضعی، سطحی و اینرسی دورانی، ارائه گردید. اگرچه بسیاری از محققان از اثرهای تنش سطحی و اینرسی چرخشی به‌طور هم‌زمان در تحلیل ناموضعی ارتعاشی نانوحسگر چشم‌پوشی کرده‌اند، اما این پژوهش نشان می‌دهد که اثرهای مذکور در مقیاس‌ نانو، نقش زیادی در تغییر فرکانس تشدید و دقت نانو زیست حسگرهای ارتعاشی داشته‌اند. همچنین بر پایه پاسخ به‌دست آمده، شش نوع ویروس متفاوت مورد بررسی قرار گرفت که براساس آنالیز حساسیت، نانو زیست حسگر طراحی شده موفق به تفکیک تغییر فرکانس و در نتیجه تشخیص آنها شد. [i]. Euler-Bernoulli beam}, keywords_fa = {نانولوله‌های کربنی,نانو زیست حسگر ارتعاشی,اثر ناموضعی,تنش‌های سطحی,اینرسی چرخشی}, url = {https://jvs.isav.ir/article_44980.html}, eprint = {https://jvs.isav.ir/article_44980_2348646ad836df497d6ff6d200242534.pdf} }