Twin-cantilevers: un sistema innovativo per la rivelazione dell'ibridizzazione del DNA su singola molecola

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1. La tecnologia dei cantilever ___________________________________________________________________ 12 dove 1o f e 2o f sono le frequenze di risonanza prima e dopo l’adsorbimento, rispettivamente. L’equazione (10) dà una buona approssimazione della frequenza di risonanza di un cantilever debolmente smorzato. Tuttavia nella maggior parte dei casi è necessario tener conto delle dissipazioni di energia del risonatore, dovute a diversi fattori. Nel caso ad esempio di uno smorzamento viscoso, l’espressione della frequenza di risonanza diventa: Q Q m k f o oQ 2 12 2 1 2 2/3 − = π (12) Dove Q è il quality factor, o Q-factor, un parametro che misura la dissipazione di energia dovuta allo smorzamento e che quindi rappresenta la “qualità” dell’oscillazione. L’espressione empirica del Q-factor è la seguente: o o f f Q ∆ = (13) dove o f è la frequenza di oscillazione del sistema e o f∆ la larghezza del picco. Il Q- factor dipende dal materiale del cantilever, dalla sua forma geometrica e dalla viscosità del mezzo. Minore è il suo valore, più smorzato risulta essere l’oscillatore. Cantilever di lunghezza maggiore hanno costante elastica minore, quindi sono più sensibili alle variazioni di massa. D’altra parte all’aumentare della lunghezza della trave aumenta anche il rumore termico vibrazionale, tanto che cantilever di dimensioni micrometriche non hanno bisogno di alcuna forza applicata per oscillare. Questo avviene a causa di un continuo scambio di energia meccanica accumulata nel sensore ed energia termica proveniente dall’ambiente. Tale scambio induce un’oscillazione spontanea del sistema, con ampiezze di oscillazione proporzionali all’energia termica dell’ambiente: k Tk z B 3 4 =δ (14) dove B k è la costante di Boltzmann, T è la temperatura assoluta e k la costante elastica del cantilever.

Anteprima della Tesi di Elena De Marchi

Anteprima della tesi: Twin-cantilevers: un sistema innovativo per la rivelazione dell'ibridizzazione del DNA su singola molecola, Pagina 12

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Elena De Marchi Contatta »

Composta da 117 pagine.

 

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