2026-111-30
Využití elektronové tomografie pro precizní popis 3D mikrostruktury v nanoměřítku
Vedoucí práce: Ing. Martin Veselý, Ph.D.
Konzultant: Ing. Lukáš Koláčný
Podstata a cíl práce
Zkoumání mikrostruktury materiálů, katalyzátorů či léčiv s charakteristickou velikostí rysů mikrostruktury pod 100 nm se běžně zkoumá pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Nicméně tato metoda, tak jak napovídá i její název, pracuje v transmisním módu, a tedy výsledná informace z detektoru je superpozicí veškeré informace o daném materiálu do jednoho 2D obrázku. Takový snímek však není schopen rozlišit, zda-li jsou například nanočástice na povrchu nosiče či v jeho objemu, reálný geometrický tvar nanočástic, či tvar a orientaci pórů. Takové informace lze získat jen tím, pokud získáme informaci o rozložení mikrostruktury ve 3D prostoru. Toho lze dosáhnout postupným snímáním stejné oblasti při různých úhlech náklonu vzorku vůči svazku elektronů s následnou matematickou rekonstrukcí. Pro následné získání informace o přesném rozložení v prostoru, tedy pro odpovědi na výše zmíněné vědecké otázky, je zásadní zpracování 3D obrazu, což bude předmětem této práce.
Náplň činnosti studenta
V rámci experimentální činnosti bude student provádět rekonstrukci 3D prostoru ze série snímků pořízených při různých náklonech vzorku. K tomuto účelu bude využit školitelem dodaný software. Dále po získání 3D snímku bude součástí práce precizní aplikace metod filtrace a segmentace obrazu, tak, aby bylo docíleno co nejlepší možného přirazení oblastí snímků k jednotlivých charakteristickým fázím mikrostruktury. Taková segmentace poté umožní kvantitativní zisk informace o rozložení, distribuci či tvaru charakteristických rysů mikrostruktury. Tyto výpočetně náročné informace budou prováděny na dedikované pracovní stanici v laboratoři školitele a při užití software Avizo. Nedílnou součástí práce bude i vizualizace zrekonstruovaných 3D struktur.
Doplňující informace
Místo řešení: Ústav organické technologie (111)