研究背景
在防冰材料开发、微流体冷却系统优化等领域，微小液滴（毫米级）的结冰过程涉及复杂的相变放热行为。传统测温手段（如热电偶）难以精确捕捉瞬态温度变化，而普通红外热像仪受限于空间分辨率和帧率，无法清晰记录微米-毫米尺度液滴的快速冻结过程。
技术挑战
空间分辨率不足：普通热像仪在近距离拍摄时，单像素对应实际尺寸较大（>0.5mm），难以分辨液滴边缘与冰晶生长前沿的细微温度梯度。
帧率限制：结冰放热过程可能仅持续数十毫秒，需高帧率（≥100Hz）才能完整记录动态温变。
背景干扰：液滴表面反射环境热辐射，导致测温误差。
解决方案：格物优信高速微距热像仪
▸ 型号：格物优信高速热像仪系列（加装微距镜头）
▸ 核心性能：
微米级分辨率与微距测温:针对毫米级甚至更小的液滴目标，热像仪搭载微距镜头，可近距离观测表面温度分布，最小测温区域达微米级别，满足科研对空间分辨率的严苛需求。
高速拍摄：125Hz超高帧率与4ms快速响应，精准捕捉毫秒级放热脉冲。
实验设计与数据捕捉
样品制备：
在超疏水基底（接触角>150°）上沉积去离子水液滴（直径1-3mm）。
环境温控至-15℃，触发可控冻结。
热像仪配置：
采用微距镜头，距离液滴8cm拍摄，视场5mm×5mm。
同步触发高速相机（可见光）与热像仪，实现多模态数据关联。
关键数据：
初始过冷阶段：液滴温度降至-12℃（低于冰点但仍未结冰），热像仪显示均匀低温（图1a）。
冰核形成瞬间：局部温度骤升3-5℃（相变潜热释放），热像仪捕捉到“热波”从成核点向外扩散）。
冰锋面推进：液滴表面温度梯度清晰可见，冰生长前沿温度维持在0℃，未冻结区域持续降温。
研究发现与价值
机理验证：
证实了微小液滴冻结存在显著过冷度（-10℃以下），且放热集中在前1-2ms内。
发现基底疏水性会延迟冰核形成，但一旦触发，冰锋面扩展速度提高30%（对比亲水基底）。
工业应用：
防冰涂层优化：通过分析不同表面微结构对冻结放热的影响，指导涂层设计（如仿生微米柱阵列）。
航天器结冰预警：建立液滴冻结温度-时间数据库，改进机翼表面结冰传感器算法。
技术优势总结
微尺度测温：突破传统红外设备的空间限制，适用于微液滴、薄膜等场景。
瞬态过程解析：毫秒级热动力学数据为相变理论模型提供实验支撑。
跨学科适用：可扩展至生物细胞冷冻、电子器件微冷却等领域。
此案例展示了格物优信热像仪在高时空分辨率热分析中的不可替代性，为微尺度传热研究提供了全新工具。