X射線顯微斷層攝影刷新紀錄

據物理學家組織網27日報道，德國和瑞士科學家攜手，用X射線顯微技術在1秒中內拍攝了1000張斷層圖像，刷新了材料研究領域的世界紀錄——此前他們1秒鐘只能獲得200張斷層圖像。研究有助于科學家對材料內部的快速變化和過程進行成像，有望在醫學、材料學等領域“大顯身手”。

以鋁合金為基礎的金屬泡沫的斷層掃描圖。

圖片來源：物理學家組織網

計算機斷層掃描技術能從各個側面對身體的某部分進行X光透視，得出一幅三維圖像，并據此創建出斷層圖像用于診斷。除了醫學領域，該方法對于材料分析、無損質量檢測或新型功能材料的開發也非常有用。如果能在更短的時間內獲得三維圖像，就可以更好地對樣品中的快速變化和過程進行成像。

在本研究中，德國亥姆霍茲柏林（HZB）研究中心與瑞士保羅謝爾研究所（PSI）下屬瑞士光源中心（SLS）的研究人員攜手創造了這項新的世界紀錄，且其他參數并不受影響：空間分辨率仍舊為幾微米，卻可以連續記錄幾分鐘，這使他們可以記錄材料或制造過程中更快發生的過程。

為獲得X射線圖像，他們將材料樣本放置在自己開發的高速旋轉臺上，其角速度與相機的采集速度*同步。來自HZB的加西亞·莫雷諾解釋說，這個轉盤使用了特別輕的部件，它可以穩定地達到500赫茲的轉速。此外，PSI物理學家克里斯蒂安·施萊普茨使用了一種新的高速相機和特殊光學器件，大大提高了靈敏度。借助上述改進，研究人員可以每秒采集1000個三維數據集，并在幾分鐘內生成一個巨大的數據流。

隨后，該團隊用各種樣品證明了斷層掃描技術的威力，如火花燃燒過程中發生的極快變化、液態金屬泡沫中氣泡的生長和合并過程等。以鋁合金為基礎的金屬泡沫可用于電動汽車制造領域，氣泡的形態、大小等對其強度和硬度非常重要。