Was ist Mikrotomographie?

Derzeit gibt es nicht viele Verfahren zur nicht-invasiven Rekonstruktion von dreidimensionalen Modellen, die die innere Struktur des untersuchten Objekts darstellen. Auf diesem Gebiet sind Entwicklungen im Gange, diese Art der Forschung ist von besonderem Interesse für die wissenschaftliche Gemeinschaft in verschiedenen Ländern, da sie bestimmten Branchen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann. Eine der oben genannten Methoden ist die Computermikrotomographie (man findet häufig einen Namen wie Röntgenmikrotomographie, dies sind zwei Begriffe, die dieselbe Analysemethode bezeichnen, der erste Name taucht häufig in der ausländischen Literatur auf). Betrachten wir diese Art der Analyse des internen Umfelds genauer.

Die Geschichte der Entdeckung der Mikrotomographie

Die Forschung auf dem Gebiet dieser Methode wird seit geraumer Zeit durchgeführt, in Russland wird der erste Einsatz der Mikrotomographie auf den Beginn der neunziger Jahre des letzten Jahrhunderts zurückgeführt, und in Russland wurde die erste Studie durchgeführt die Analyse von Mineralien, Erzen und Gesteinen, die sofort als Anstoß für die Bildung der angewandten Natur der mikrotomografischen Analyse in unserem Land diente. Die ersten Studien wurden auf der Grundlage solcher wissenschaftlicher Einrichtungen wie der nach M. V. Lomonosov benannten Moskauer Staatlichen Universität und der Russischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt, die es ermöglichten, sofort eine große Anzahl von Spezialisten einzubeziehen und eine Vielzahl von Branchen über das Neue zu informieren Richtung.

Bereits seit Beginn der Methode ist ihre mögliche Anwendung für eine Vielzahl verschiedener Studien offensichtlich geworden. Anfangs wurde im Öl- und Gassektor aktiv geforscht, aber dann wurden die unbestreitbaren Vorteile der Methode in folgenden Bereichen geschätzt:

• Biologie;
• Medizin;
• Chemie;
• Archäologie;
• Bodenkunde;
• Mikroelektronik.

Derzeit entwickelt sich die Forschung auf dem Gebiet der Untersuchung der volumetrischen Struktur von Objekten mit Röntgenmikrotomographen weiter, immer mehr inländische Unternehmen erwerben ähnliche Geräte für sich, 2012 gab es im Land derzeit 40 Forschungsteams ihre Zahl hat sich fast verdoppelt.

Eine solch schnelle Entwicklung und Verbreitung wird dadurch möglich, dass die Röntgenmikrotomographie als sehr vielversprechende Richtung gilt, da die erzielten Ergebnisse wirklich notwendig sind und eine Reihe von Experimenten erheblich voranbringen können.

Sehen Sie sich ein Video über die Erstellung eines heimischen Mikrotomographen durch russische Wissenschaftler an.

Wie funktioniert ein Mikrotomograph?

Der Bau von Geräten für diese Art von Analyse ist sehr komplex und erfordert nicht nur die hohe Qualität der Materialien, aus denen sie hergestellt werden, sondern auch hochqualifizierte Spezialisten, die ein wirklich zuverlässiges Gerät konstruieren können. Nur wenige Unternehmen auf der Welt entwickeln diese Art von Geräten, das beliebteste davon ist Bruker microCT, früher hieß dieses Unternehmen Skyscan. Es wurde in Belgien von einem russischen Wissenschaftler der Lomonossow-Universität Moskau gegründet, und heute ist dieses Unternehmen auf der ganzen Welt bekannt, produziert viele Arten von Tomographen und liefert auch spezielle Software, die für die Arbeit mit ihnen erforderlich ist.

Die Basis eines Mikrotomographen ist eine Mikro- oder in einigen Fällen sogar eine Nanoröhre, die das zu untersuchende Objekt mit Röntgenstrahlen durchstrahlt, und eine in der Nähe installierte Spezialkamera, die Röntgenstrahlen empfängt, empfängt vergrößerte Schattenprojektionen. Das Objekt im Inneren dreht sich bei Anlieferung, zu diesem Zeitpunkt empfängt und zeichnet die Röntgenkamera mehrere hundert Schattenprojektionen auf, die anschließend von einem Computer verarbeitet werden. Basierend auf den erhaltenen Projektionen erstellt der Computer einen Satz virtueller Modelle, die Abschnitte des Objekts darstellen.

Nach der Verarbeitung der Ergebnisse ist es möglich, alle Arten von Abschnitten des Objekts anzuzeigen, sie zu spiegeln und zu drehen sowie alle erforderlichen Messungen und numerischen Eigenschaften des gesamten Volumens der inneren Umgebung des Objekts oder sogar zu erhalten sein eigener Bereich. Dies in Kombination ermöglicht es Ihnen, dreidimensionale Modelle zu erstellen, die Möglichkeiten für virtuelle Bewegungen durch die interne Umgebung des Untersuchungsobjekts bieten.

Röntgenmikrotomographie: Vorteile

Mit der Entdeckung der Mikrotomographie hat sich das Verständnis der inneren Struktur vieler Gesteinsarten, Ölreservoirs und verschiedener Verbundpolymere radikal verändert; diese Studien waren die Grundlage für weitere Forschungen, Verbesserungen in Geologie, Physik und Chemie.

Die Hauptvorteile dieser Forschungsmethode sind:

Es erfordert keine vorbereitende Vorbereitung, was die Zeit für die Analyse und den Erhalt des Ergebnisses erheblich verkürzt. Es ist nicht erforderlich, Proben vorzubereiten, Proben vorzufärben oder dünne Schnitte zu erhalten.