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过程|每秒一千张 X射线显微断层摄影刷新纪录

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据物理学家组织网27日报道 ， 德国和瑞士科学家携手 ， 用X射线显微技术在1秒钟内拍摄了1000张断层图像 ， 刷新了材料研究领域的世界纪录——此前他们1秒钟只能获得200张断层图像 。 最新研究有助于科学家对材料内部的快速变化和过程进行成像 ， 有望在医学、材料学等领域“大显身手” 。
计算机断层扫描技术能从各个侧面对身体的某部分进行X光透视 ， 得出一幅三维图像 ， 并据此创建出断层图像用于诊断 。 除了医学领域 ， 该方法对于材料分析、无损质量检测或新型功能材料的开发也非常有用 。 如果能在更短的时间内获得三维图像 ， 就可以更好地对样品中的快速变化和过程进行成像 。
在本研究中 ， 德国亥姆霍兹柏林（HZB）研究中心与瑞士保罗谢尔研究所（PSI）下属瑞士光源中心（SLS）的研究人员携手创造了这项新的世界纪录 ， 且其他参数并不受影响：空间分辨率仍旧为几微米 ， 却可以连续记录几分钟 ， 这使他们可以记录材料或制造过程中更快发生的过程 。
为获得X射线图像 ， 他们将材料样本放置在自己开发的高速旋转台上 ， 其角速度与相机的采集速度完全同步 。 来自HZB的加西亚·莫雷诺解释说 ， 这个转盘使用了特别轻的部件 ， 它可以稳定地达到500赫兹的转速 。 此外 ， PSI物理学家克里斯蒂安·施莱普茨使用了一种新的高速相机和特殊光学器件 ， 大大提高了灵敏度 。 借助上述改进 ， 研究人员可以每秒采集1000个三维数据集 ， 并在几分钟内生成一个巨大的数据流 。
【过程|每秒一千张 X射线显微断层摄影刷新纪录】随后 ， 该团队用各种样品证明了最新断层扫描技术的威力 ， 如火花燃烧过程中发生的极快变化、液态金属泡沫中气泡的生长和合并过程等 。 以铝合金为基础的金属泡沫可用于电动汽车制造领域 ， 气泡的形态、大小等对其强度和硬度非常重要 。
加西亚·莫雷诺说：“我们的新方法为材料快速加工过程中的无损研究打开了一扇门 ， 有望让更多研究和工业界受益 。 ”（刘霞）
总编辑圈点
相信大家对做CT并不陌生 。 在CT扫描时 ， 如果需要你身体某一层的断层图像 ， 就要用CT围着那一层转上一圈 。 一般来说 ， 一次性会扫描很多层 ， 然后进行图像重建 。 但如果想看到某种动态变化呢？这就需要对体内进行超高速摄影 ， 让转瞬发生的细节 ， 也能被尽收眼底 。 文中科研人员的方法 ， 1秒内能得到更多图像 ， 也就是说 ， 对动态变化能有更精准的捕捉 。 这样一来 ， 借助图像 ， 我们对材料的性质能有更深刻认识 ， 在医学和材料学等领域 ， 有了更得力的工具 。

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