Ett team av forskare från PSL University, Harvard University och China University of Petroleum, har utvecklat ett sätt att visualisera mikroskopiska 3D-förskjutningar av rörliga föremål eller händelser över stora ytor. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver sin teknik och föreslår möjliga användningsområden för den.

Det typiska sättet att fånga rörelsen hos en liten rörlig partikel är att ta på varandra följande ögonblicksbilder av den och sedan köra dem en efter en som en video. En nackdel med detta tillvägagångssätt är förlusten av upplösning när man försöker få en närmare bild av handlingen. I denna nya insats, forskarna har utvecklat ett sätt att komma runt detta problem genom att fånga information om fläcken som uppstår när ett föremål rör sig. Spräcklig, i detta scenario, hänvisar till förskjutning av partiklar i det omgivande området.

Tekniken som utvecklats av teamet går ut på att avfyra en laser mot ett prov och sedan fånga fläcken som uppstår när ljuset studsar av de rörliga partiklarna runt ett föremål och sedan tar sig igenom ett diafragma och sedan vidare till en kamera. För att visa sina idéer, forskarna fyllde ett litet dubbelglasfönster med kolloidalt material. Det kolloidala materialet mellan de två glasrutorna fick sedan torka vilket gjorde att det stelnade. Nästa, forskarna injicerade luft för att skapa tryck i den härdade kolloiden. Detta resulterade i att det bildades sprickor liknande de som ses när lerpölar torkar.

Tidigare forskning har visat att när sprickor bildas i sådana material, deras handlingar påverkar varandra - en spricka kan producera tryck, till exempel, trycker på en annan spricka för att ändra dess riktning när den fortsätter att bildas. Eftersom dessa sprickor är viktiga i verkliga tillämpningar, forskare och ingenjörer skulle vilja veta mer om de interaktioner som uppstår. För detta ändamål, forskarna avfyrade en laser genom kolloiden i en vinkel, vilket resulterar i både spritt och bakåtspritt ljus. För att fånga den resulterande fläcken, de placerade membran både framför och bakom fönstret med linser precis bakom dem. Ljuset från linserna tog sig sedan till kameror placerade på vardera sidan av apparaten. Genom att analysera ljuset som tog sig till kamerorna, forskarna kunde fånga fläcken, som avslöjade mer om interaktionerna mellan sprickorna när de utvecklades.

© 2021 Science X Network