Una nueva investigación de la Universidad de New Hampshire ha llevado al desarrollo de una técnica novedosa para determinar el área de superficie y el volumen de partículas pequeñas. del tamaño de un grano de arena o más pequeño. Debido a su pequeño tamaño, forma irregular y ángulo de visión limitado, Las técnicas de obtención de imágenes microscópicas de uso común no siempre pueden capturar la forma completa del objeto, a menudo dejando fuera información valiosa que puede ser importante en numerosas áreas de la ciencia. ingeniería y medicina.

El estudio, que fue publicado recientemente en la revista Ciencia y tecnología de la medición , describe una técnica inventiva para estimar matemáticamente la extensión de un objeto que se captura en modelos 3-D, y utilizar la información para medir con mayor precisión todo el objeto.

"Los modelos 3D a microescala son una herramienta importante para muchas áreas de la ciencia, pero para la mayoría de los objetos a micro o nanoescala solo se puede ver una parte del objeto en el campo de visión, "dice Gopala Mulukutla, un científico investigador en el Instituto para el Estudio de la Tierra, Oceans and Space en UNH y autor principal del estudio. "Debido a la forma irregular de los objetos en estudio, Conocer la extensión de la partícula que se está fotografiando nos permite calcular razonablemente lo que no se vio en el modelo, lo que permite una evaluación más precisa de propiedades como el área de la superficie, y volumen de la partícula completa ".

La investigación se inspiró en un estudio financiado por la NSF para comprender las propiedades de la ceniza volcánica recolectada de la erupción de 1980 del volcán Mount Saint Helens en el estado de Washington. Ceniza de erupciones mortales, como éste, puede extenderse por todas partes y causar una serie de problemas relacionados con la salud, transporte aéreo, e incluso malas cosechas. Por ejemplo, la erupción del monte Tambora en Indonesia en 1816, resultó en lo que se conoce como "El año sin verano" en todo el mundo, causando temperaturas inusualmente frías y daños devastadores a los cultivos.

"Diminutas partículas de ceniza volcánica ingresan a la atmósfera y pueden ser transportadas a largas distancias causando todo tipo de problemas, de convertirse en un peligro para la aviación a afectar la salud respiratoria tanto para humanos como para animales, "explica Mulukutla." Al utilizar este enfoque matemático, podemos tener una mejor idea de cómo se ven las partículas, lo que permitirá a los científicos implementar modelos que predicen mejor el movimiento de las nubes de cenizas volcánicas de futuras erupciones ".

Parte de una patente provisional presentada por UNH Innovation, que aboga por, gestiona, y promueve la propiedad intelectual de UNH, la técnica tiene otras aplicaciones prácticas. Mulukutla, cuya área de investigación es la hidrología y la calidad del agua, dice que podría ser útil para desarrollar modelos que simulen el transporte de sedimentos en ríos y arroyos. La técnica también podría ser útil en medicina donde, por ejemplo, Los análisis de sangre nuevos e innovadores que se están desarrollando requieren evaluar la forma y las propiedades de las gotas de sangre alargadas que pueden ser difíciles de capturar.