[发明专利]一种基于数值计算的浸润性转变及超疏水定量调制方法

权利要求书

1.一种基于数值计算的浸润性转变及超疏水定量调制方法，其特征在于：首先进行依据工程需求下的制备工艺规程的选择和因变量与自变量的确定；其次进行所选择的制备工艺规程下的浸润性转变原始数据点采集并形成浸润性转变基础数据库，同时基于所确定的浸润性转变因变量和自变量进行自然影响规律原始拟合；再次，进行基于数值计算原理下的浸润性转变拟合预测方法选择；最后，基于拟合精确度较高的数值计算拟合预测方法下进行浸润性转变和超疏水实现的定量精确调制与预测，以满足特定功能性需求的工程应。

2.一种基于数值计算的浸润性转变及超疏水定量调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)依据工程需求确定所需要的浸润性调控和超疏水极端浸润特性获得的制备工艺规程；

2)基于制备工艺规程下确定影响浸润性转变和超疏水实现的因变量和自变量，即进行定量精确调制和拟合预测下的自变量和因变量确定；因变量为静态接触角或滚动角；自变量为温控时效策略下的时效处理时间、各类浸涂法下低表面能修饰试剂的浓度或改性修饰时间；

3)进行基于步骤2)中所确立的因变量和自变量的浸润性转变原始数据点采集，并形成相应的浸润性转变基础数据库；

4)基于浸润性转变基础数据库的建立，进行浸润性转变自然规律原始拟合；

5)在步骤4)的基础上，进行浸润性转变基于数值计算下的拟合预测方法选择，即：

5.1)基于Matlab进行编程来分别实现基于三次样条数值计算原理和最小二乘数值计算方法下的拟合预测曲线获取；

5.2)以判断依据“是否符合浸润性转变边界条件即不出现负值或超过180°的接触角和滚动角小于功能需求下的极限临界值以及自然转变规律”进行判定其预测拟合是否失真，并进行相应的调整；即对于基于三次样条数值计算原理下的拟合预测若出现失真现象，则进行基于斜率梯度下的偶然误差点剔除，随之再次进行基于三次样条数值计算原理下的浸润性转变规律重新拟合与预测，直至不发生失真现象；同样地，基于最小二乘数值计算原理下的拟合预测若出现失真现象则在进行偶然误差点剔除的同时完成多项式拟合的最高次项参数改变，应使得基于最小二乘数值计算拟合预测下所产生的误差尽可能小，且直至不发生失真为止；

6)在基于上述数值计算原理下的两种方法拟合至最佳状态时，进行基于浸润性拟合精确度比较来确定最终数值计算拟合预测方法；同时进行基于此种数值计算拟合预测方法下的浸润性转变和超疏水实现的定量精确调制和实验验证，以满足特定功能性需求的工程应用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的步骤1)制备工艺规程包括温控时效策略下的浸润性调控和超疏水实现工艺、基于浸涂法下的浸润性调控和超疏水实现工艺以及基于模板法下的浸润性调控和超疏水实现工艺。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的步骤3)浸润性转变基础数据库包括二维数理模型数据库，还包括基于响应面法所形成的多维度浸润性转变原始数据库。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的浸润性转变基于数值计算下的拟合预测方法包括通过任何编程化语言或软件所实现的三次样条数值计算原理下的逻辑算法和基于最小二乘数值计算原理下的逻辑算法，还包括与最小二乘法或三次样条实现类似数据拟合预测的数值计算原理和方法。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的步骤5.2)失真现象的解决方法包括基于斜率梯度下的偶然误差点剔除以及重复性循环拟合预测曲线，还包括更深度的基于机器学习的失真调控与自适应方法。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的基于数值计算拟合预测的浸润性转变及超疏水实现定量调制方法的工程技术应用包括基于浸润性梯度的液滴运输和基于粘附性不同的微滴操作等，还包括其他包含有浸润性定量精确调制与预测特征的工程技术应用。