Mikroskopia rentgenowska weszła na nowy poziom. Naukowcy pobili rekord

Wykorzystując promieniowanie synchrotronowe naukowcy, pod zarządem Francisco Garcii Moreno, zobrazowali zmiany zachodzące w materiałach. Udało im się wykonać nawet 1000 zdjęć na sekundę.

Dokonania badaczy są efektem współpracy naukowców z HZB oraz Swiss Light Source SLS. Przed dwoma lata doprowadziła ona do ustanowienia ówczesnego rekordu: 200 tomogramów na sekundę. Wtedy też używana przez nich metoda zyskała miano szybkiej tomoskopii obrazowej. Teraz natomiast rekord został poprawiony – i to aż pięciokrotnie.

Czytaj też: To tu bada się promieniowanie rentgenowskie. Wkrótce pomoże w tym nowy superkomputer

Tempo rzędu 1000 tomogramów na sekundę imponuje, szczególnie biorąc pod uwagę fakt, że udało się zachować wysoką rozdzielczość przestrzenną i pole widzenia, a wykonywanie obrazów może trwać nawet kilka minut. W efekcie naukowcy mogą z jeszcze większą wydajnością obrazować błyskawicznie zachodzące zmiany i procesy dotyczące materiałów. Dokładne ustalenia w tej sprawie ukazały się na łamach Advanced Materials.

Reklama

Mikroskopia rentgenowska doczekała się rekordu wynoszącego 1000 tomogramów na sekundę

Próbka została umieszczona na stole obrotowym, którego prędkość kątowa może być zsynchronizowana z prędkością akwizycji kamery. Stosując szybką kamerę, naukowcy byli w stanie w ciągu jednej milisekundy wykonać 40 projekcji 2D. Te dwuwymiarowe obrazy posłużyły następnie do stworzenia tomogramu. Co ciekawe, dalsze prace modernizacyjne powinny spowodować, że od 2025 r. możliwe będzie wykonywanie jeszcze szybszych pomiarów, cechujących się wyższą rozdzielczością przestrzenną.

Czytaj też: Przełom w obrazowaniu żywych komórek – mikroskopia sił atomowych o niezwykłej rozdzielczości

Jakie są potencjalne zastosowania tego typu metod? Naukowcy odpowiedzialni za nowo ustanowiony rekord mówią o kilku różnych możliwościach. Na wykonanych obrazach uwieczniono między innymi szybko zachodzące zmiany w obrębie płonących zimnych ogni, powstawanie dendrytów podczas krzepnięcia stopów odlewniczych czy też zachowanie pęcherzyków w płynnej piance metalowej. Ta ostatnia, powstała na bazie stopów aluminium, jest badana pod kątem przydatności w zakresie produkcji samochodów elektrycznych.