对Nano3DX -X射线显微镜的见解

Azom与Rigaku的副总裁X射线研究实验室约瑟夫·费拉拉（Joseph Ferrara）讲述了他们的新Nano3DX X射线显微镜，以找出它是什么，做什么以及它将使用的是谁。

里格库（Rigaku）参与X射线技术的历史悠久。您能否让我们快速了解这一参与？

自1951年成立以来，Rigaku一直在生产X射线仪器。Rigaku于1954年推出了首个旋转阳极，此后一直在不断改进该技术。从扩散泵到TMP，油封到铁氟着密封，以及微聚焦旋转的阳极，可以按按钮以按下按钮来更改波长。Rigaku开发了许多支持技术，包括光学，检测器和软件。X射线研究实验室还开发了用于数据解释的新方法。

在ACMM23/ICONN2014 RIGAKU上推出了一种新产品Nano3DX，这是X射线显微镜。您能解释一下X射线显微镜是什么吗？

X射线显微镜是一种工具，可用于查看太不透明或太厚的材料的内部结构，无法使用可见的显微镜观察。亚博网站下载顾名思义，X射线显微镜中的光来自X射线源，而不是可见的光源。使用X射线，我们可以探测样品并生成对象的完整3D视图，而不会损坏样品。它完全类似于您在医院中获得的CT，但3D像素（体素）分辨率的分辨率可能低至0.27μm。

纳米3DX可以检查的最大样本是什么？您可以做什么技术？

我们可以在一次扫描中测量的最大样品是4μm像素尺寸的14.4 mm x 10 mm。图像为3300像素x 2500像素。由于高功率旋转阳极X射线源和高分辨率CCD成像系统，Nano3DX可以在高分辨率下测量相对较大的样品。旋转阳极允许非常快速的数据采集速率，并提供了切换阳极材料以优化数据采集的能力。亚博网站下载

能够切换阳极材料有什么好处？亚博网站下载

好处是用户可以量身定制波长，以最大程度地提高对比度或增强传输。例如，最好通过铬辐射观察到薄的生物或有机膜。小的有机样品（例如药物片剂中的API）将显示出铜辐射的优质效果。碳纤维增强聚合物也受益于铜辐射。钼辐射可用于骨，硅酸盐和铝复合材料。

您可以通过Nano3DX实现什么分辨率和对比度，这与其他类似工具相比如何？

这是一个复杂的问题。纳米3DX以最佳分辨率为0.27µm，在0.6µm -0.8µm范围内运行。这与此类仪器中的任何其他设备一样好。app亚博体育大多数乐器只能在很小的样本上实现这些决议。但是，纳米3DX使用显微镜光学器件，可以在较大的样品和更大的视野上实现这一目标。

关于对比，nano3DX具有各种阳极选项和1.2kW源。这意味着传统困难材料上的X射线吸收要高得多。亚博网站下载对于高分辨率下的低密度样品，纳米3DX吸收对比度的能力没有相等。它还以令人印象深刻的速度实现了这些扫描。

可以研究哪些材料有局限性吗？亚博网站下载

是的当然。阳极的最大能量为60 kV，因此不可能的数十毫米或非常密的样品。

该系统适用于广泛的材料和样品，包括碳纤维增强塑料复合材料等吸收鲜明对比度低的材料亚博网站下载和样品。

我们大多数人都听说CT是一种医学分析技术，纳米3DX是否与这些医学系统相似？

正如我之前提到的，基本概念是相同的，除非我们在X射线梁中旋转样品。在CT数据采集中，收集了一系列以不同旋转角度的图像。重建算法用于从这些图像中创建断层图。然后，我们可以对此断层图进行处理，并使用各种软件包对其进行处理，以获得对试样内部结构的重要洞察力。我们使用Drishti创建视频，例如上面显示的碳纤维增强聚合物。

用户可以从X射线显微镜中获得什么样的信息？

我们可以看到材料组成和密度的变化。例如，片剂上的涂层，材料缺陷或碳纤维增强聚合物中的空隙或裂缝。亚博网站下载我们可以分析粒度或纤维方向的分布，并向用户提供定量信息。孔隙率和孔连接也是另一个热门话题。

NANO3DX生成3维计算机模型。用户能否轻松地操纵它们以从不同的角度查看结构并在结构内看到深处？

是的，我们提供用于进行基本操作的软件工具。ANU的Ajay Limaye编写了一个名为Drishti的包装，它是从CT实验中创建令人叹为观止的数据动画的绝佳工具。这是免费软件，非常强大。

X射线显微镜的某些应用程序是什么，您可以简要概述该技术如何使它们受益？

一种应用是对药品包装的膜涂层厚度的研究。片剂上的膜涂层确定摄取速度，因此涂层的物理特性可以与生物利用度相关。此外，由于X射线显微镜是一种非破坏性技术，因此可以在CT实验之后测试相同的粒子的生物利用度。

小鼠为许多疾病提供模型。一种这样的疾病是骨质疏松症。在对该疾病的研究中，纳米3DX已用于对小鼠腓骨进行第一个全骨分析。

碳纤维增强聚合物正在成为许多工业产品的主流材料。亚博网站下载只需查看波音787即可。作为验证过程的一部分，重要的是了解内部结构，以确保其在10,000米处的性能。

将来您是否可能构建较大的nano3DX版本来满足较大的样品，从而可以用作更广泛的NDT形式？

Rigaku可能看到市场上有很多通过断层扫描评估材料的增长潜力。亚博网站下载

关于约瑟夫·费拉拉（Joseph D. Ferrara）博士

Joseph Ferrara目前是Rigaku Americas C亚博老虎机网登录orp.的首席科学官，Rigaku Corp X射线研究实验室副总裁，以及Rigaku Innovative Technologies的董事会成员。Ferrara博士指导或参与用于直接空间和相互空间成像的X射线系统和软件的开发。

费拉拉博士获得了学士学位Case Technology于1983年获得化学专业和他的博士学位。1988年，在Wiley J. Youngs的指导下，Case Western Reserve University获得了化学专业。Ferrara博士于1988年加入了分子结构公司，该公司于1996年成为Rigaku集团的一部分，并于2005年成为Rigaku Americas Corporation。