مدلسازی خواص مکانیکی بیونانوکامپوزیت متخلخل پلی کاپرولاکتون به روش دینامیک مولکولی جهت کاربردهای مهندسی پزشکی

در سال های اخیر استفاده و کاربرد بیونانو کامپوزیت های متخلخل برای ترمیم و درمان بیماری های استخوانی مورد توجه محققین قرار گرفته است. از آنجایی که دست یابی به خواص مکانیکی این نانو ساختارها با استفاده از روش های آزمایشگاهی بسیار پرهزینه و زمان بر است. از شبیه سازی این بیونانوکامپوزیت ها برای پیش بینی خواص مکانیکی استفاده می شود. در این مقاله ساختاربیونانوکامپوزیت با زمینه پلیمر پلی کاپرولاکتون (PCL) که توسط نانوذرات کریستالین هیدروکسی آپاتیت و دی اکسید تیتانیم تقویت شده است با استفاده از روش دینامیک مولکولی و نرم افزار متریالز استودیو (Materials studio) شبیه سازی شده است. در ابتدا ساختار مولکولی هر یک از اجزای نانوکامپوزیت بصورت تک فاز شبیه سازی شده و خواص فیزیکی و مکانیکی این مدلها صحت سنجی شده است. سپس مدل های دو فازی از ساختار مولکولی نانوکامپوزیت ایجاد شده خواص مکانیکی آن استخراج شده است، و در نهایت به کمک روابط میکرومکانیک اصلاح شده خواص مکانیکی برای نمونه نانوکامپوزیت شبیه سازی شده به دست آمده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج بدست آمده از مدلسازی خواص مکانیکی با نتایج آزمایشگاهی نزدیک بوده است و روند مشابه ی از افزایش خواص در مدل های شبیه سازی شده و نتایج آزمایشگاهی مشاهده شده است.

کلیدواژه ها:

دینامیک مولکولی ، بیو نانوکامپوزیت ، هیدروکسی آپاتیت ، دی اکسید تیتانیم ، پلی کاپرولاکتون