二氧化硅颗粒

预融化膜迁移动力学

用于热再凝实验的单个二氧化硅颗粒，可定量研究冰中颗粒迁移与预融化膜行为。

Caihao, Yang · Wei, Hu · Xu, Fei · 包福兵 · 高晓燕 · 张亚宁

Journal of Thermal Science 2026

参数信息

预融化膜厚度

20–60 nm

颗粒半径

12.5, 10, 7.5 µm

技术优势

单个颗粒可追踪

基于单层可视化PDMS芯片，能实时观测单个二氧化硅颗粒在不同位置的迁移速度，从而区分高速与低速阶段。

行为可区分

12.5 µm和10 µm颗粒符合范德华力预期，7.5 µm颗粒符合无延迟范德华力预期，说明方法能揭示不同尺寸下的界面力机制。

参数线性关系

提取的参数λ与温度梯度呈线性关系，为预测其他条件下的热再凝行为提供了定量依据。

应用场景

• 微流控实验：用单个颗粒开展微尺度热再凝研究，定量观测迁移速度。
• 低温保存：理解冰晶与颗粒界面预融化膜，优化低温保存方案。
• 冻土研究：揭示颗粒在温度梯度下的迁移行为，支持冻土冻胀模型。
• 温度梯度控制平台：提供精确温度梯度，用于研究颗粒迁移与膜厚变化。