Mis on mikrotomograafia?

Praegu ei ole uuritava objekti sisemist struktuuri esindavate kolmemõõtmeliste mudelite mitteinvasiivseks rekonstrueerimiseks palju meetodeid. Selles valdkonnas on areng käimas, seda tüüpi uuringud pakuvad eri riikide teadusringkondadele erilist huvi, kuna need võivad anda teatud tööstusharudele konkurentsieelise. Üks ülaltoodud meetoditest on kompuutermikrotomograafia (tihti võib leida sellist nimetust nagu röntgen-mikrotomograafia, need on kaks terminit, mis tähistavad sama analüüsimeetodit, eesnimi esineb sageli väliskirjanduses). Vaatleme seda tüüpi sisekeskkonna analüüsi üksikasjalikumalt.

Mikrotomograafia avastamise ajalugu

Selle meetodi valdkonnas on uurimusi tehtud üsna pikka aega, Venemaal on mikrotomograafia esmakordne kasutuselevõtt seotud eelmise sajandi üheksakümnendate algusega ja just Venemaal viidi läbi esimene uuring mineraalide, maakide ja kivimite analüüs, mis andis kohe tõuke mikrotomograafilise analüüsi rakendusliku olemuse kujunemisele meie riigis. Esimesed uuringud viidi läbi selliste teadusasutuste baasil nagu M. V. Lomonosovi nimeline Moskva Riiklik Ülikool ja Venemaa Teaduste Akadeemia, mis võimaldas kohe kaasata tohutul hulgal spetsialiste ja teavitada uutest erinevatest tööstusharudest. suunas.

Juba meetodi loomisest alates on ilmnenud selle võimalik rakendamine paljude erinevate uuringute jaoks. Algselt tehti aktiivseid uuringuid nafta- ja gaasisektoris, kuid seejärel hinnati meetodi vaieldamatuid eeliseid järgmistes valdkondades:

• bioloogia;
• ravim;
• keemia;
• arheoloogia;
• mullateadus;
• mikroelektroonika.

Hetkel arenevad edasi uuringud objektide mahulise struktuuri uurimisel röntgen-mikrotomograafide abil, järjest rohkem kodumaiseid ettevõtteid soetab endale sarnaseid seadmeid, 2012. aastal oli riigis 40 uurimisrühma, hetkel nende arv on peaaegu kahekordistunud.

Selline kiire areng ja levik on võimalik tänu sellele, et röntgen-mikrotomograafiat peetakse väga paljulubavaks suunaks, kuna saadud tulemused on tõesti vajalikud ja võivad mitmeid katseid märkimisväärselt edasi viia.

Vaadake videot Venemaa teadlaste kodumaise mikrotomograafi loomisest.

Kuidas mikrotomograaf töötab?

Seda tüüpi analüüside seadmete ehitamine on väga keeruline ja nõuab mitte ainult materjalide kõrget kvaliteeti, millest see on valmistatud, vaid ka kõrgelt kvalifitseeritud spetsialiste, kes suudaksid kujundada tõeliselt töökindla seadme. Seda tüüpi seadmeid arendavad maailmas vaid vähesed ettevõtted, neist populaarseim on Bruker microCT, varem kandis see firma nime Skyscan. Selle asutas Belgias Moskva Riikliku Lomonossovi ülikooli vene teadlane ja nüüd on see ettevõte laialt tuntud kogu maailmas, toodab mitut tüüpi tomograafe ja tarnib ka nendega töötamiseks vajalikku spetsiaalset tarkvara.

Mikrotomograafi aluseks on mikro- või mõnel juhul isegi nano-suurune toru, mis paistab uuritavast objektist röntgenikiirgusega läbi ning selle lähedale paigaldatud spetsiaalne röntgenikiirgust vastu võttev kaamera võtab vastu suurendatud suurusega varjuprojektsioone. Sees olev objekt pöörleb tarnimisel, sel ajal võtab röntgenkaamera vastu ja salvestab mitusada varjuprojektsiooni, mida seejärel arvuti töötleb. Saadud projektsioonide põhjal koostab arvuti virtuaalsete mudelite komplekti, mis esindavad objekti sektsioone.

Pärast tulemuste töötlemist on võimalik vaadata kõikvõimalikke objekti lõike, neid saab pöörata ja pöörata, samuti saada kõik vajalikud mõõtmised ja numbrilised karakteristikud kogu objekti sisekeskkonna mahust või isegi selle eraldiseisev piirkond. See kombinatsioon võimaldab luua kolmemõõtmelisi mudeleid, mis pakuvad võimalusi virtuaalseks liikumiseks läbi uuritava objekti sisekeskkonna.

Röntgeni mikrotomograafia: eelised

Mikrotomograafia avastamisega on arusaamine mitut tüüpi kivimite, naftareservuaaride ja erinevate komposiitpolümeeride sisestruktuurist radikaalselt muutunud; need uuringud on olnud aluseks edasistele uuringutele, geoloogia, füüsika ja keemia täiustamisele.

Selle uurimismeetodi peamised eelised on:

See ei nõua eelnevat ettevalmistust, mis vähendab oluliselt analüüsi ja tulemuse saamise aega. Pole vaja proove eelnevalt ette valmistada, proove eelnevalt peitsida ega õhukesi lõike teha.