22.05.2024

Neues Video stellt Pioniere der strukturellen Bildgebung vor

Ein neu veröffentlichtes Video stellt die „XRD-CT Pioneers“, Gewinner des von der Royal Society of Chemistry verliehenen Analytical Science Horizon Prize 2023, vor. Der Spot erklärt die herausragenden Erfolge in der Entwicklung der Röntgenbeugungs-Tomographie (engl. X-ray diffraction computed tomography, XRD-CT), die die britische Firma Finden Ltd. in Zusammenarbeit mit Forschenden an PETRA III und anderen wissenschaftlichen und industriellen Partnern erzielt haben und für die sie mit dem Preis ausgezeichnet wurden.

Drei Wissenschaftler:innen stehen im Freien vor Bäumen und blicken in die Kamera.
Sie gehören zu den XRD-CT Pioneers: Martin von Zimmermann, Olof Gutowski und Ann-Christin Dippel (v.l.). Foto: DESY

Konventionelle Röntgen-Tomographiemethoden (CT) werden in verschiedensten Bereichen angewendet: in der medizinischen Diagnostik, der Überprüfung von Flugzeugbauteilen und der zerstörungsfreien Untersuchung von archäologischen Fundstücken. Bei diesen Methoden wird eine Serie von Durchleuchtungsbildern so kombiniert, dass sie ein dreidimensionales Bild ergibt. Dieses Bild wird durch Kontraste in der Absorption der Röntgenstrahlung erzielt und bildet das Innere des Objekts ab, allerdings ohne einen direkten Bezug zur chemischen Zusammensetzung herzustellen. Die Methode der Röntgenbeugungstomographie XRD-CT hingegen rastert eine Probe ab und macht dadurch eine neue Dimension an Information in Form von Beugungsmustern für jeden einzelnen Punkt des rekonstruierten Bildes zugänglich.

Falschfarben-Darstellung konzentrischer Streifenmuster mit Intensitätsskala und prozentualen Quadrantenangaben.
Das aus verschiedenen Messungen zusammengesetzte Bild zeigt eine an PETRA III mit der XRD-CT-Technik gemessene Lithium-Ionen-Zelle bei verschiedenen Ladezuständen. Bild: DESY, Olof Gutowski

Diese Daten zeigen die räumliche Verteilung der chemischen Bestandteile und deren atomarer Struktur innerhalb eines Objekts. Eine Säule des Erfolgs war die Zusammenarbeit der Experten von Finden und DESY an der PETRA III-Strahlführung P07: Sie verschoben  die Grenzen des Machbaren für XRD-CT in Bezug auf Geschwindigkeit und Genauigkeit so, dass nun schnelle Messungen von großen Objekten und Baueinheiten unter realen Betriebsbedingungen sowie eine effiziente Bildverarbeitung mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz möglich sind. „Unser gemeinsames Interesse, das Beste sowohl für DESYs Messgäste als auch für Findens Kunden herauszuholen, führt uns zur Entwicklung solcher Innovationen an P07 in einer hervorragenden Zusammenarbeit“, sagt DESY-Forscher Olof Gutowski, verantwortlich für den Bereich XRD-CT an der Strahlführung P07, und fügt hinzu: „Wir arbeiten begeistert auf immer neue Verbesserungen hin.“ Gutowski ist einer der Preisträger von DESY, zusammen mit Ann-Christin Dippel und Martin von Zimmermann.

Das Video über die Grundzüge der XRD-CT-Methode und die Entwicklungen, die zu dem renommierten Preis geführt haben, ist unter diesem Link abrufbar. Mehr Details zu dem Preis selbst und dem Gewinnerteam finden sich auf der Webseite der Royal Society of Chemistry.

Zum Seitenanfang