研究背景
在防冰材料開發、微流體冷卻系統優化等領域，微小液滴（毫米級）的結冰過程涉及復雜的相變放熱行為。傳統測溫手段（如熱電偶）難以精確捕捉瞬態溫度變化，而普通紅外熱像儀受限于空間分辨率和幀率，無法清晰記錄微米-毫米尺度液滴的快速凍結過程。
技術挑戰
空間分辨率不足：普通熱像儀在近距離拍攝時，單像素對應實際尺寸較大（>0.5mm），難以分辨液滴邊緣與冰晶生長前沿的細微溫度梯度。
幀率限制：結冰放熱過程可能僅持續數十毫秒，需高幀率（≥100Hz）才能完整記錄動態溫變。
背景干擾：液滴表面反射環境熱輻射，導致測溫誤差。
解決方案：格物優信高速微距熱像儀
??型號：格物優信高速熱像儀系列（加裝微距鏡頭）
??核心性能：
微米級分辨率與微距測溫:針對毫米級甚至更小的液滴目標，熱像儀搭載微距鏡頭，可近距離觀測表面溫度分布，最小測溫區域達微米級別，滿足科研對空間分辨率的嚴苛需求。
高速拍攝：125Hz超高幀率與4ms快速響應，精準捕捉毫秒級放熱脈沖。
實驗設計與數據捕捉
樣品制備：
在超疏水基底（接觸角>150°）上沉積去離子水液滴（直徑1-3mm）。
環境溫控至-15℃，觸發可控凍結。
熱像儀配置：
采用微距鏡頭，距離液滴8cm拍攝，視場5mm×5mm。
同步觸發高速相機（可見光）與熱像儀，實現多模態數據關聯。
關鍵數據：
初始過冷階段：液滴溫度降至-12℃（低于冰點但仍未結冰），熱像儀顯示均勻低溫（圖1a）。
冰核形成瞬間：局部溫度驟升3-5℃（相變潛熱釋放），熱像儀捕捉到“熱波”從成核點向外擴散）。
冰鋒面推進：液滴表面溫度梯度清晰可見，冰生長前沿溫度維持在0℃，未凍結區域持續降溫。
研究發現與價值
機理驗證：
證實了微小液滴凍結存在顯著過冷度（-10℃以下），且放熱集中在前1-2ms內。
發現基底疏水性會延遲冰核形成，但一旦觸發，冰鋒面擴展速度提高30%（對比親水基底）。
工業應用：
防冰涂層優化：通過分析不同表面微結構對凍結放熱的影響，指導涂層設計（如仿生微米柱陣列）。
航天器結冰預警：建立液滴凍結溫度-時間數據庫，改進機翼表面結冰傳感器算法。
技術優勢總結
微尺度測溫：突破傳統紅外設備的空間限制，適用于微液滴、薄膜等場景。
瞬態過程解析：毫秒級熱動力學數據為相變理論模型提供實驗支撐。
跨學科適用：可擴展至生物細胞冷凍、電子器件微冷卻等領域。
此案例展示了格物優信熱像儀在高時空分辨率熱分析中的不可替代性，為微尺度傳熱研究提供了全新工具。