粘性流体中原子力显微镜阵列的随机动力学

我们考虑了粘性流体中两个紧密排列的原子力显微镜悬臂梁阵列的随机动力学，该阵列可用作潜在的生物分子传感器。与原子力显微镜应用中的常见情况不同，这些悬臂梁没有外部驱动，我们探索了由于布朗运动引起的流体粒子持续撞击而产生的随机悬臂梁动力学。由于粘性流体的长程效应，两个相邻悬臂梁的随机动力学是相关的。利用最近提出的热力学方法，通过确定性数值模拟，针对精确的实验条件量化了流体动力学相关性。我们给出了由两个现成原子力显微镜悬臂梁组成的阵列的结果。结果表明，由于与相邻悬臂梁的流体相关性而作用在悬臂梁上的力，比单个悬臂梁上的布朗力小 3 倍以上。我们的结果表明，测量原子力显微镜阵列位移的相关性，可以以微秒级的时间分辨率探测皮牛顿级的力。