مشخصات

عنوان: بررسی خواص ریاضی شاخص های GA برای گراف های مولکولی نانوستاره ها و نانولوله های (TUC4C8(R و (TUC4C8(S در جهت تشخیص بهتر خواص فیزیکی-شیمیایی آنها

گروه تخصصی:  علوم پایه

سازمان مجری:  واحد تربیت مدرس 

گروه پژوهشی: ریاضی و انفورماتیک

پژوهشگران: 
کدخدا محمد (همکار طرح)
ایرانمنش علی (همکار طرح)
عزیزی خاطره (همکار طرح)
عبدالهی بهرام (همکار طرح)

تاریخ خاتمه:  خرداد 1395

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 37-88335335-88630480-88011001-021 ????? 4114-3945

نشانی سازمان مجری: تهران، بزرگراه جلال آل احمد، پل نصر، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی: 343- 14115
 

چکیده:

شاخص های توپولوژیکی (TIs) به عنوان نوع خاصی از توصیف گرهای مولکولی مطرح شده اند. این شاخص ها می توانند روابط موجود بین خواص مختلف یک ترکیب آلییا ساختار مولکولی در ابعاد نانو را تعیین نمایند. در این تحقیق ضمن مرور شاخص های توپولوژیکی که طی ده سال اخیر برای تشریح روابط بین خواص فیزیکی- شیمیایی ساختارهای مولکولی پیشنهاد شده اند، قابلیت آنها در آشکارسازی خواص یک ساختار نانو و تحلیل جزئیات ساخت و سنتز آن را بررسی کرده ایم. همچنین علاوه بر معرفی اغلب اندیس های توپولوژیکی پیشنهاد شده توسط محققان، با مطالعه خاص روی شاخص توپولوژیکی هندسی- حسابی (GA)، خواص ریاضی شاخص های GA یالی را با استفاده از تکنیک های موجود در نظریه گراف به دست آورده و آنها را برای ساختارهای نانوستاره ها و نانولوله های موجود همچون TUC4C8(R) و TUC4C8(S) به عنوان نمونه تعمیم داده ایم. از طرفی الگوریتمی برای محاسبه یشاخص های GA یالی را با استفاده از خواص ریاضی گراف های مولکولی پیشنهاد و با استفاده از محاسبات کامپیوتری روی تعدادی از مثال های عددی، نتایج شاخص های GA را از بعد میزان دقت توصیف خواص مولکولی، مورد بررسی قرار داده ایم. امروزه ساختارهایی همچون QSAR و QSPR، که واسطه های آزمایشگاهی در شاخه نانو محاسبات می باشند، بر پایه توصیف گرهای مولکولی از جمله شاخص های توپولوژیکی، استوار هستند. در این تحقیق نشان داده ایم محاسبه شاخص هایGA برای گراف های مولکولی مختلف می تواند در ارائه واسط هایQSAR و QSPR تاثیر زیادی داشته باشد. از طرفی سعی شده است تا یک روش محاسباتی سریع برای انواع شاخص هایGA معرفی شده ارائه دهیم. این کار امکان اجرای محاسبه این شاخص را روی ساختارهای متعدد فراهم می کند و از آن می توان به عنوان یک امکان ویژه در علوم مرتبط با نانو جهت انواع کاربردهای صنعتی، سلامت و دارویی استفاده نمود. توسعه این محیط محاسباتی از کارهای آینده این تحقیق خواهد بود، به طوری که بتوانیم نتایج ارائه شده در مجموعه زیادی از تحقیقات محققان داخلی و خارجی در معرفی شاخص های توپولوژیکی عمده ای که انجام گرفته را در شبیه سازیو ساخت سازه های مولکولی مانند: واسط های آزمایشگاهی، حامل های دارویی، سنسورهای نانو-بایو و غیره به کار بریم.



کلیدواژگان: توصیف گرهای مولکولی، ساختارهای نانو، شاخص توپولوژیک،شاخص های هندسی حسابی (GA)، ماتریس گراف مولکولی، واسط های QSAR ،QSPR

 
 
Title: Studying the Mathematical Properties of Edge GA Indices of Molecular Graphs Nanostars, TUC4C8(R) and TUC4C8(S) Nanotubes to Better Identify Their Chemical-Physical Properties

Abstract:

Topological Indices (TIs) have been proposed as the particular type of molecular descriptors. These indices can determine the existing relations between different properties of an organic compound or molecular structures at the Nano scale. In this research, after reviewing the TIs that have been proposed during the last 10 years to describe the relationship between physical-chemical properties of molecular structures, their capability to reveal the properties of a nanostructure and analysis of construction with the process of their synthesis, have been investigated. Also, by focusing on the Geometric-Arithmetic (GA) topological index, mathematical properties of the edge GA index obtained using techniques available in graph theory. Then we extended these properties on the available Nano-star and Nano-tubes like TUC4C8(R) and TUC4C8 (S). In addition, we proposed an algorithm for computing of the edge GA index with the use of mathematical properties of molecular graphs. By using computer calculation on some numerical examples, the results of GA indices have been examined if the precision of describing the molecular properties were accurate. Nowadays, the structures such as QSAR and QSPR which are the laboratory medium in the field of nanotechnology, work on the basis of molecular descriptors including topological indices. In this research, we showed that computing of GA indices for different molecular graphs can have a high impact to provide QSAR and QSPR. On the other hand, we have tried to propose a rapid calculation method for different types of GA indices. This method makes it possible to run GA on numerous structures, and thus it can be used as a specific feature in Nano-related science for a variety of fields such as healthcare, industry and Pharmacology. Our future research will be based on the improvement and development of the proposed computing environment in this study. Therefore, we can use the results of national and international researches introduced topological indices, for simulating and making molecular structures such as laboratory medium, drug carriers, Nano-biotechnology sensors and etc.



Keyword(s): Topological Indices (TIs), molecular structures, Nano scale, edge geometric-arithmetic (GA) indices, QSAR, QSPR