Редакция сайта ТАСС
МОСКВА, 23 декабря. /ТАСС/. Российские ученые разработали подход, который позволяет с высокой точностью определять пористость волокнистых материалов по одному двумерному изображению, полученному при помощи оптического микроскопа. Эта разработка позволит отказаться от использования дорогостоящих микротомографов при проведении подобных замеров, сообщила пресс-служба "Сколтеха" (входит в группу ВЭБ.РФ).
"Наш метод решает фундаментальную проблему перехода от 2D-изображения к определению 3D-структуры материала. Мы не просто считаем пиксели на поверхности - мы "заглядываем" вглубь материала, анализируя, как меняется видимая толщина волокон. Это позволяет с высокой точностью определять истинную пористость без дорогостоящего оборудования для 3D-реконструкции", - пояснил исследователь из "Сколтеха" Антон Бирюков, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают исследователи, волокнистые материалы, состоящие из переплетенных нановолокон и других микроскопических структур, используются в биомедицинской отрасли, энергетике и для производства акустической изоляции и композитных материалов. Их механические свойства и другие важнейшие характеристики напрямую зависят от того, как много пор присутствует в толще этих материалов и какую долю объема они занимают.
Для измерения этого параметра чаще всего используются дорогостоящие микротомографы или проводятся трудоемкие физические измерения, так как существующие методы анализа двумерных снимков этих материалов часто дают значительные ошибки, поскольку они не учитывают трехмерную структуру материала и распределение волокон по глубине
Разработанный ими подход основан на том, что при съемке оптическим микроскопом волокна, расположенные в нижних слоях материала, выглядят тоньше из-за перспективного эффекта. Алгоритм статистически анализирует изменение видимой толщины волокон в зависимости от их яркости, уменьшающейся с глубиной, и на основе этих данных вычисляет глубину материала и истинную объемную пористость.
Последующие проверки его работы показали, что разработанный российскими учеными метод позволяет быстро и точно, с погрешностью порядка 3,5%, оценивать пористость различных волокнистых материалов, начиная с электропряденных нановолокон для фильтрации и медицины и до композитных материалов в аэрокосмической отрасли. В перспективе, это значительным образом удешевит их разработку, подытожили ученые.
Комментарии