固液界面阻力控制方法、装置、设备、存储介质及产品

本发明涉及固液界面控制，尤其涉及一种固液界面阻力控制方法、装置、设备、存储介质及产品。

背景技术：

1、固液界面滑移现象在众多应用领域中具有重要意义，特别是在微纳流体器件、水下高速航行体及高效润滑系统中，是固液界面摩擦阻力的重要特征。

2、在一些示例性的技术中，固液界面摩擦阻力控制方法大多依赖于界面化学修饰和表面微纳结构的设计。其中，界面化学修饰通过改变固体表面的化学性质，如疏水性或亲水性，以影响液体在界面上的滑移与摩擦行为。表面微纳结构的设计则通过在固体表面构造微米或纳米尺度的粗糙结构来调控界面滑移和阻力。在另一些示例性的技术中，应用二维材料（如石墨烯、二硫化钼等）优异的物理化学性质、低粗糙度和独特的电子性质，实现固液界面的摩擦阻力控制。

3、上述技术中，界面化学修饰和表面微纳结构的设计往往受限于材料本身的物理化学性质和制备工艺的复杂性。二维材料的应用大多集中在静态或准静态条件下，不能很好适配动态滑移和阻力调控机制。因此，现有的固液界面阻力控制的准确性和稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明提供一种固液界面阻力控制方法、装置、设备、存储介质及产品，用以解决现有技术中现有的固液界面阻力控制的准确性和稳定性较差的缺陷，实现了固液界面阻力精确控制，提高了固液界面阻力控制的准确性和稳定性。

2、本发明提供一种固液界面阻力控制方法，包括：通过多次摩擦阻力检测实验，获得摩擦阻力检测数据集，其中，所述摩擦阻力检测数据集包括多条检测数据，每条检测数据包括低粗糙度表面的水滑移长度、低粗糙度表面的电势参考值以及固液界面的电子耗散信息；根据所述摩擦阻力检测数据集，建立所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系；根据固液界面的目标摩擦阻力，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度；根据所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系，确定所述低粗糙度表面的目标水滑移长度所对应的，低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息；将低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息分别调节为所述低粗糙度表面的目标电势参考值和所述固液界面的目标电子耗散信息，以将固液界面的摩擦阻力调节为所述固液界面的目标摩擦阻力。

3、根据本发明提供的一种固液界面阻力控制方法，所述通过多次摩擦阻力检测实验，获得摩擦阻力检测数据集，包括：对于每次摩擦阻力检测实验，制备表面修饰单分子层的sio2/si基底；从低粗糙度材料的晶体上通过机械剥离法，将单层的低粗糙度材料剥离至蓝膜胶带上；通过干法转移法将所述单层的低粗糙材料转移至表面修饰单分子层的sio2/si基底上，以使所述单层的低粗糙材料与所述表面修饰单分子层的sio2/si基底直接接触从而产生电子云偏移的诱导效应，形成表面修饰单分子层的sio2/si基底上的低粗糙度表面；制备第一胶体探针和第二胶体探针；通过第一胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的水滑移长度；通过第二胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的电势参考值；采用自制动态固液界面发生装置，形成所述固液界面；通过光谱技术对所述固液界面进行检测，获得所述固液界面的电子耗散信息。

4、根据本发明提供的一种固液界面阻力控制方法， 所述通过第一胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的水滑移长度，包括：用微注射器吸取单位体积的去离子水，滴到所述低粗糙度表面上；将所述第一胶体探针的针尖完全浸没到去离子水中，并使用所述第一胶体探针以第一预设速度快速接近所述低粗糙度表面，测量获得此过程中的法向力与分离距离的第一关系曲线；所述分离距离为所述第一胶体探针与所述低粗糙度表面之间的距离；根据所述第一关系曲线，对所述第一预设速度和所述法向力的比值与分离距离的关系进行线性拟合，拟合得到第二关系曲线；将所述第二关系曲线在分离距离轴上的截距，作为所述低粗糙度表面的水滑移长度。

5、根据本发明提供的一种固液界面阻力控制方法， 所述通过第二胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的电势参考值，包括：用微注射器吸取单位体积的去离子水，滴到所述低粗糙度表面上；将所述第二胶体探针的针尖完全浸没到去离子水中，并使用所述第二胶体探针以第二预设速度低速接近所述低粗糙度表面，测量获得此过程中的法向力与分离距离的第三关系曲线；基于dlvo力表达式和所述第三关系曲线，计算获得所述低粗糙度表面的电势参考值。

6、根据本发明提供的一种固液界面阻力控制方法， 所述通过光谱技术对所述固液界面进行检测，获得所述固液界面的电子耗散信息，包括：通过自制动态固液界面发生装置中的蠕动泵控制所述低粗糙度表面上的去离子水的流速；通过光谱检测技术，检测获得相应流动情况下的光谱；根据所述光谱分析获得所述固液界面的电子耗散信息。

7、根据本发明提供的一种固液界面阻力控制方法， 所述根据所述摩擦阻力检测数据集，建立所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系之前，所述方法还包括：对所述摩擦阻力检测数据集进行预处理，所述预处理包括以下至少一项：数据清洗、异常值处理、缺失值填充以及归一化处理。

8、本发明还提供一种固液界面阻力控制装置，包括：检测模块，用于通过多次摩擦阻力检测实验，获得摩擦阻力检测数据集，其中，所述摩擦阻力检测数据集包括多条检测数据，每条检测数据包括低粗糙度表面的水滑移长度、低粗糙度表面的电势参考值以及固液界面的电子耗散信息；建立模块，用于根据所述摩擦阻力检测数据集，建立所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系；第一确定模块，用于根据固液界面的目标摩擦阻力，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度；第二确定模块，用于根据所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系，确定所述低粗糙度表面的目标水滑移长度所对应的，低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息；调节模块，用于将低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息分别调节为所述低粗糙度表面的目标电势参考值和所述固液界面的目标电子耗散信息，以将固液界面的摩擦阻力调节为所述固液界面的目标摩擦阻力。

9、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述固液界面阻力控制方法。

10、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述固液界面阻力控制方法。

11、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述固液界面阻力控制方法。

12、本发明提供的固液界面阻力控制方法、装置、设备、存储介质及产品，通过多次摩擦阻力检测实验，获得摩擦阻力检测数据集，并根据摩擦阻力检测数据集，建立低粗糙度表面的水滑移长度、低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息之间的关联关系。实际中，固液界面的摩擦阻力与低粗糙度表面的水滑移长度具有对应关系；因此，在需要调节固液界面的摩擦阻力时，根据固液界面的目标摩擦阻力，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度；进一步的，根据低粗糙度表面的水滑移长度、低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息之间的关联关系，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度所对应的，低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息；将低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息分别调节为低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息，即可将固液界面的摩擦阻力控制为固液界面的目标摩擦阻力。由此可知，本发明的方案，提高了固液界面阻力控制的准确性和稳定性。

技术特征：

1.一种固液界面阻力控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的固液界面阻力控制方法，其特征在于，所述通过多次摩擦阻力检测实验，获得摩擦阻力检测数据集，包括：

3.根据权利要求2所述的固液界面阻力控制方法，其特征在于，所述通过第一胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的水滑移长度，包括：

4.根据权利要求2所述的固液界面阻力控制方法，其特征在于，所述通过第二胶体探针在原子力显微镜上测量得到所述低粗糙度表面的电势参考值，包括：

5.根据权利要求2所述的固液界面阻力控制方法，其特征在于，所述通过光谱技术对所述固液界面进行检测，获得所述固液界面的电子耗散信息，包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的固液界面阻力控制方法，其特征在于，所述根据所述摩擦阻力检测数据集，建立所述低粗糙度表面的水滑移长度、所述低粗糙度表面的电势参考值和所述固液界面的电子耗散信息之间的关联关系之前，所述方法还包括：

7.一种固液界面阻力控制装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述固液界面阻力控制方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述固液界面阻力控制方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述固液界面阻力控制方法。

技术总结
本发明提供一种固液界面阻力控制方法、装置、设备、存储介质及产品，建立低粗糙度表面的水滑移长度、低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息之间的关联关系；根据固液界面的目标摩擦阻力，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度；根据上述关联关系，确定低粗糙度表面的目标水滑移长度所对应的，低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息；将低粗糙度表面的电势参考值和固液界面的电子耗散信息分别调节为低粗糙度表面的目标电势参考值和固液界面的目标电子耗散信息，以将固液界面的摩擦阻力调节为固液界面的目标摩擦阻力。本发明的方案，提高了固液界面阻力控制的准确性和稳定性。

技术研发人员：刘大猛,韩逸姝
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5